彩灯控制器课程设计设计报告

EDA课程设计报告课题名称：8路彩灯控制器课程设计专业年级：电子信息科学与技术2009级学号：********学生姓名：********指导教师：*********报告完成日期2011年6月10日EDA课程设计1第一章绪论1.1系统背景伴随着计算机、集成电路和电子设计技术的发展，EDA技术在过去的几十年里取得了巨大的进步。EDA技术使得设计者的工作仅限于利用软件的方式，即利用硬件描述语言和EDA软件便可完成对系统硬件功能的实现。如今，EDA软件工具已经成为电子信息类产品的支柱产业。从高性能的微处理器、数字信号处理器一直到彩电、音响和电子玩具电路等，EDA技术不单是应用于前期的计算机模拟仿真、产品调试，而且也在P哪的制作、电子设备的研制与生产、电路板的焊接、朋比的制作过程等有重要作用。可以说电子EDA技术已经成为电子工业领域不可缺少的技术支持。相比传统的电路系统的设计方法，VHDL具有多层次描述系统硬件功能的能力，支持自顶向下（ToptoDown）和基于库（LibraryBased）的设计的特点。因此设计者可以不必了解硬件结构。从系统设计入手，在顶层进行系统方框图的划分和结构设计，在方框图一级用VHDL对电路的行为进行描述，并进行仿真和纠错，然后在系统一级进行验证，最后再用逻辑综合优化工具生成具体的门级逻辑电路的网表，下载到具体的CPLD器件中去，从而实现可编程的专用集成电路（ASIC）的设计。用(5)VHDL类型众多而且支持用户自定义类型,支持自顶而下的设计方法和多种电路的设计。1.2课程设计内容本次课程设计是设计一个8路彩灯控制器，能够控制8路彩灯按照两种节拍，三种花型循环变化。两种节拍分别为0.25s和0.5s。三种花型分别是：（1）8路彩灯分成两半，从左至右顺次渐渐点亮，全亮后则全灭。（2）从中间到两边对称地渐渐点亮，全亮后仍由中间向两边逐次熄灭。（3）8路彩灯从左至右按次序依次点亮，全亮后逆次序依次熄灭。设计完成后，在试验箱上进行仿真，与实验需要达到的要求进行对比，验EDA课程设计2证是否正确。通过本次课程设计，需达到以下目的：1．熟悉Max+plusⅡ软件的使用方法,使自己能更加熟练的操作.并能熟悉使用原理图输入设计法和VHDL文本输入设计法进行设计,完成设计任务.2．增强自己实际动手能力,独立解决问题的能力.3．通过对课程设计对以前所学的知识进行更新及巩固.第二章系统电路设计2.1系统总体设计框架结构CLK分频模块：把时钟脉冲二分频，得到另一个时钟脉冲，让这两种时钟脉冲来交替控制花型的速度。2.2.1分频模块设计程序：libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;entityfenpin2isport(clk:instd_logic;clkk:outstd_logic);endfenpin2;architecturebehavoffenpin2isbeginprocess(clk)variableclkk1:std_logic:='0';begin8路彩灯的三种花型控制模块分频模块二选一模块输出EDA课程设计3ifclk'eventandclk='1'thenclkk1:=notclkk1;endif;clkk=clkk1;endprocess;endbehav;仿真波形:右上图可知，输出clkk的频率只有clk的一半，所以二分频的目的达到，程序无误。用用二分频可组成四分频和其他分频。如：2.2.2二选一模块设计程序：libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;entitymux21isport(a,b,s:instd_logic;y:outstd_logic);endmux21;architecturebehaveofmux21isbeginprocess(a,b,s)beginifs='0'theny=a;elsey=b;endif;endprocess;endbehave;仿真波形：EDA课程设计4此模块常用，无问题。elses=s+1;endif;casesiswhen00000=q=00000000;when00001=q=10001000;when00010=q=11001100;when00011=q=11101110;when00100=q=11111111;when00101=q=00000000;when00110=q=00011000;when00111=q=00111100;when10010=q=11111000;when10011=q=11111100;when10100=q=11111110;when10101=q=11111111;when10110=q=11111110;when10111=q=11111100;when11000=q=11111000;when11001=q=11110000;when11010=q=11100000;when11011=q=11000000;when11100=q=10000000;when11101=q=00000000;whenothers=null;endcase;EDA课程设计5endif;endprocess;由上波形图可知，彩灯是按照三种花型变化的。此模块灵活多变，可添加更多的花型。2.3系统硬件电路第三章实验结果和分析3.1实验使用的仪器设备电脑一台，EDA实验仪等。3.2测试结果分析1.系统电路图画好后，先进性波形仿真，波形仿真图如下：EDA课程设计6彩灯状态图2.EDA实验仪采用的是ACEX1K系列中的EP1K30TC44-3芯片，所以在选择芯片时，应选对芯片。3.引脚设定（Assign—Pin/Location/Chip）引脚Pin引脚Pinclk54qq380s98qq481rst9qq582qq073qq683qq178qq786qq2794.保存，再次编译，注意是否有警告和错误。5.无误后，连接试验箱与电脑。彩灯状态图序号Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0说明000000000第一种花型：8路彩灯分成两半，从左至右顺次渐亮，全亮后则全灭。110001000211001100311101110411111111EDA课程设计7500000000第二种花型：从中间到两边对称地渐亮，全亮后仍由中间向两边逐次渐灭。60001100070011110080111111091111111110111001111111000011121000000113000000001410000000第三种花型：顺序15110000001611100000171111000018111110001911111100201111111021111111112211111110第三种花型：逆序231111110024111110002511110000261110000027110000002810000000结束语本次课程设计是按照先找系统原型，确定实验要求，然后综合出系统框图，按照系统框图设计各个模块，最后综合起来进行的。这也是做综合设计的基本方法。本次试验的彩灯控制器主要程序是设计其变化花型，比较灵活，可任意添加，非常实用。第一，通过本次课程设计，我熟悉和掌握了课程设计的基本方法和步骤，提高了综合实验能力。第二，本次课程设计加深了我对EDA技术的进一步深入理解。熟悉了VHDL程序编写和原理图输入法的优缺点，为我以后更好地运用MAX+PlusII奠定了良好的基础。第三，通过这次课程设计，使我受益颇多。了解到课程实习设计是开端，连接是关键，测试是必须。既巩固了课堂上学到的理论知识，又掌握了常用集成电EDA课程设计8参考文献[1]潘松.EDA技术实用教程（第三版）.科学出版社，2010-7.[2]谭会生.EDA技术与应用.西安电子科技大学出版社