1、彩灯控制器设计摘要一、 系统设计要求设计一个控制电路来实现 8 路彩灯按照一定的次序和时间间隔闪烁。具体要求如下：1、 当控制开关为 0 时，灯全灭；当控制开关为 1 时，从第一盏开始，依次点亮，时间间隔为 1 秒。期间一直保持只有一盏灯亮、其他灯全灭的状态。2、 8 盏灯依次亮完后，从第 8 盏开始依次灭，期间一直保持只有一盏灯灭、其他灯全亮的状态。3、 当 8 盏灯依次灭完后， 8 盏灯同时亮同时灭，其时间间隔为 0.5 秒，并重复 4 次。4、 只要控制开关为 1，上述亮灯次序不断重复。5、 用层次化设计方法设计该电路，编写各个功能模块的程序。6、 仿真各功能模块，通过观察有关波形确认电
2、路设计是否正确。7、 完成电路设计后，用实验系统下载验证设计的正确性。二、 系统总体结构系统框图如下所示，ENA 为控制开关，输入信号为 2Hz，经过分频器分频之后产生一个 1Hz 的时钟信号，用两个 12 位内部信号的左、右移后的中间 8 位来控制 8 个灯的亮与灭。计数器 1 和计数器 2 的作用：一方面用 2Hz 和 1Hz 的时钟信号控制灯亮、灭的时间间隔；另一方面控制八盏灯的依次亮、依次灭和全亮、全灭。使能信号 ENA 为无效电平时（低电平） ，8 只 LED 灯保持全灭的状态；当使能信号 ENA 为有效电平时（高电平） ，8 只按照既定的花型进行变换，首先 2Hz 的时钟信号在分频
3、器的左右下改变为 1Hz 的时钟信号，该 1Hz 的时钟信号送至计数器 2、左移和右移模块，并由计数器 2 实现左、右移模块的选择。分别实现 8 只 LED 灯的自左向右依次点亮，以及自右向左依次熄灭的花型变换；当完成自右向左的花型变换后，计数器 2 给出一个控制信号给计数器 1，执行全亮全灭的花型变换，该模块的时钟信号是未经分频器分频的原始时钟信号2Hz。只要使能信号有效，那么该系统就按照以上的花型变换顺序一直永序的变换下去。三、 各功能模块1、时钟信号二分频模块：功能描述：该模块的功能主要是将频率为 2Hz 的时钟信号分频频率为 1Hz 的时钟信号，并将频率为 1Hz 的时钟信号输出给左移
4、、右移模块作为这两个模块时钟触发信号。代码部分：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY clk_div2 ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC;OUTPUT:BUFFER STD_LOGIC);END clk_div2 ;ARCHITECTURE one OF clk_div2 ISBEGINPROCESS(CLK)BEGINIF CLKEVENT AND CLK=1 THENOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUT
5、PUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUT=“000000000000“;END CASE;ELSE OUTPUT=“000000000000“;END IF;END IF;END PROCESS;END one;仿真波形：7、系统组合电路：以上详细地介绍了各个模块的功能、代码以及仿真波形。下面将把 6 个分模块系统有序的整合在一起，形成一个功能完整的系统。仿真波形：四、 系统调试1、 该系统使用开发板电路模式 N0.6，其电路
6、结构为2、 使用的可编程芯片型号为 FLEX EPF10K10-PLCC84。3、 在将程序下载到实验箱上实际检测的时候，引脚的设置是一项简单但极易出现错误的工作。时钟信号由 clock0 送出，其时钟频率为 2Hz，使能信号 ENA 接的是实验箱上的 3 号按键。4、 当控制开关 ENA 为 0 时，8 只彩灯保持全灭的状态；当控制开关 ENA为 1 时，彩灯按照预先设定的先自左向右依次点亮，全部点亮后按照自右向左的顺序依次熄灭，依次渐亮和依次熄灭的过程中，始终保持只有一盏彩灯被点亮或熄灭，且时间间隔为 1S。当彩灯依次熄灭后，加快变换频率，以 0.5S 的时间间隔全亮、全亮交替。5、 调试结果：此系统可以顺利的实现了 4 的设定显示效果。五、 总结本次实验课题主要包括四个阶段：课题选择阶段、查阅资料阶段、编程仿真阶段、实验箱检测调试阶段。课题的选定是抽签决定的，有不少人说彩灯是最简单的一个课题。不过我认为没什么简单困难之分，不同的只是你对待它的态度。查阅资料阶段则主要围绕的是选择何种方案可以更好的实现要求得功能，并最终确定各个功能模块的实现方案。编程仿真阶段则主要是把上一阶段确定的方案变为 VHDL 代码，并编译仿真得到仿真波形。最后一个阶段就是实验箱检测和调试阶段，将已经编译仿真过的程序下载到实验箱进行实
