8路彩灯控制器

河南工业大学EDA技术实验报告专业*****班级*****姓名***学号************实验地点6316+6515实验日期2014-11-25成绩评定一、实验项目8路彩灯控制器二、实验目的1.利用2分频的时钟脉冲来实现两种节拍的交替，控制花形的循环。2.学会设计花形，并能使其正确的循环。3.学会二选一多路选择器的设计。三、实验原理8路彩灯控制器由分频器、二选一多路选择器、花形控制器3个模块组成，分频器的原理是在编写VHDL语言时，加一个中间变量，时钟上沿（或下沿）每到来一次，此变量反转，这样时钟走两个周期，此变量刚好一个周期，再把此变量赋值给输出即得到二分频模块。分频器VHDL源程序如下图分频器仿真波形花形控制器。本8路彩灯控制器的设计需要8路彩灯按照两种节拍、三种花形变化。两种节拍分别为0.25s和0.5s。三种花形分别是：（1）8路彩灯从左至右按次序渐亮，全亮后逆次序渐灭。（2）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。（3）8路彩灯分成两半，从左至右顺次渐亮，然后顺次渐灭，然后全亮，最后再全灭。每一种花形的变化都用状态标识来表示，当一种花形变化完成后，通过状态标志来进入下一种花形的变化，如此来实现可循环操作。当所以花形都循环完成后，进行节拍的变换，然后进入另一种频率的变化。花形控制器的VHDL源程序如右图。二选一多路选择器。通过花形控制器中JP的信号变化来控制使用原始时钟A，还是使用分频后的时钟信号B，从而实现花形在不同节拍下的循环变化。二选一多路选择器的VHDL源程序如左图。设计好以上三个模块后，就是顶层原理图的连接了，连接图如下，输入端接时钟，输出端接LED灯组。四、仿真结果及分析对已连接完成的原理图进行仿真，仿真结果如下图：从仿真结果图可以看出，各花形变化的功能都已实现，并且节拍的改变也能体现出来。仿真时，由于花形很多，所以需要把时钟调的很小，要不到10ns才能显示出节拍二的仿真图形，但如果太小，如选择1ns时就会出现一些错误提示。图为5ns时的仿真结果，各项功能都正常，说明仿真无误，VHDL程序语言达到实验要求。五、硬件验证过程及结果分析本实验可采用实验电路结构NO.1来进行验证，8路彩灯依次接PIO32～PIO39，clk可接CLOCK0～CLOCK4中的人一个，查表进行引脚锁定。综合适配后将配置数据下载入EDA实验平台，观察实验现象是否与要求相一致。通过观察发现实验结果和要求一致，实验成功。六、实验总结此次实验要用MAX+plusⅡ这个软件进行VHDL源程序编程，当组装好试验箱进行下载时，发现不能下载，整了好久都没查的问题，就向我们班的学霸请教了这个问题，原来主板左侧的3个开关，靠右的开关必须打向上的DLOAD,才能实现下载。这告诉我们学习中要谨慎，有时忽略一个小小等问题都会给我带来很多不必要的麻烦。