八路彩燈控制程序

1、. FPGA課程設(shè)計(jì)8路彩燈控制程序2013年12月12日8路彩燈控制程序一、設(shè)計(jì)任務(wù)1.設(shè)計(jì)目的：(1)了解及掌握時序電路及組合電路的根本構(gòu)造常用數(shù)字電路 2通過ModelSim軟件編寫組合電路與時序電路混合的程序進(jìn)展仿真和調(diào)試。 374LS194 移位存放器和74LS161 計(jì)數(shù)器的使用。 2.設(shè)計(jì)內(nèi)容： 編寫一個8路彩燈控制程序，要求彩燈有以下3種演示花型。18路彩燈同時亮滅；2從左至右逐個亮每次只有1路亮；38路彩燈每次4路亮，4路燈滅，且燈滅一樣，交替亮滅；在演示過程中，只有當(dāng)一種花型演示完畢才能轉(zhuǎn)向其他演示花型。設(shè)計(jì)方案論證 74LS161 是四位二進(jìn)制同步加數(shù)器,74LS194

2、是一個 4 位雙向移位存放器,它具有左移,右移,保持,清零等邏 輯功能，八路彩燈控制器通過利用雙向移位存放器 74LS194 的串行輸入, 個并行輸 8 出端控制彩燈;雙向移位存放器 74LS194 的控制端 S1=0,S0=1 時,進(jìn)展右移; S1=1,S0=0 時, 進(jìn)展左移; 十六位計(jì)數(shù)器 74LS161 可以從 0000 到 1111 進(jìn)展計(jì)數(shù). 利用十六位計(jì)數(shù)器 74LS161 的功能實(shí)現(xiàn)自動循環(huán).18路彩燈同時亮滅: 11111111 00000000 111111112從左至右逐個亮每次只有1路亮； 11111111 01111111 10111111 11011111 1110

3、1111 11110111 11111011 11111101 1111111038路彩燈每次4路亮，4路燈滅，且燈滅一樣，交替亮滅 11111111 0000111111110000三、構(gòu)造及其工作原理 1.構(gòu)造框圖：2.電路的原理圖： 3.電路工作原理：74LS161 是四位二進(jìn)制同步加數(shù)器, 74LS194 是一個 4 位雙向移位存放器,它具有左移,右移,保持,清零等邏 輯功能, 八路彩燈控制器通過利用雙向移位存放器 74LS194 的串行輸入, 個并行輸 8 出端控制彩燈;雙向移位存放器 74LS194 的控制端 S1=0,S0=1 時,進(jìn)展右移; S1=1,S0=0 時, 進(jìn)展左移;

4、 十六位計(jì)數(shù)器 74LS161 可以從 0000 到 1111 進(jìn)展計(jì)數(shù). 利用十六位計(jì)數(shù)器 74LS161 的功能實(shí)現(xiàn)自動循環(huán).四、主要元件1.數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱 1 臺 2.74LS161 芯片 1 片3.74LS194 芯片 2 片4.導(dǎo)線假設(shè)干 五、仿真過程及結(jié)果 新建工程及文件，分別添加設(shè)計(jì)程序及測試程序，進(jìn)展編譯及糾錯，編譯通過后運(yùn)行程序仿真進(jìn)展調(diào)試得出結(jié)果。設(shè)計(jì)模塊：module caideng(clk,ledout,reset);input reset,clk; output7:0 ledout; integer i; reg7:0 ledout;reg2:0 count; reg

5、4:0 count2;reg clkflag; reg1:0 in;always (posedge clk)begin if(!reset) count=0; else if(count=3) begin clkflag=0;count=count+1;end else if(count7) begin clkflag=1;count=count+1;end else if(count=7) begin clkflag=1;count=0;end else begin clkflag=1;count=count+1; end end always (posedge clk) begin if(

6、!reset) count2=0; else if(count2=7) begin in=2b00;count2=count2+1;end else if(count2=15) begin in=2b01;count2=count2+1;end else if(count223) begin in=2b10;count2=count2+1;end else if(count2=23)begin in=2b10;count2=0;end else begin in=2bZZ;count2=0;end endalways(clkflag or count or in or reset) if(!r

7、eset) ledout=8h00; else begin case(in) 2b00: if(clkflag) ledout=8hFF;else ledout=8h00; 2b01: case(count) h0:ledout=8h80; h1:ledout=8h40; h2:ledout=8h20; h3:ledout=8h10;h4:ledout=8h08; h5:ledout=8h04; h6:ledout=8h02; h7:ledout=8h01; default:ledout=8h00; endcase 2b10: if(clkflag) ledout=8hAA; else led

8、out=8h55; default: ledout=8h00; endcase end endmodule六、電路安裝與調(diào)試測試模塊：timescale 1ns/1nsmodule testbench;reg clk,reset;wire 7:0 ledout;caideng led_inst(clk,ledout,reset);initialbegin reset=1b1;#10 reset=1b0;#40 reset=1b1;endinitialbeginclk=1b0;forever#10 clk=clk;endEndmodule課程設(shè)計(jì)體會 通過整個電路設(shè)計(jì)與制作的整個過程, 掌握了

9、組裝與調(diào)試 方法. 熟悉了中,小規(guī)模集成電路的使用. 通過理論與實(shí)踐的結(jié)合,進(jìn)一步深入的體會到一種學(xué)習(xí)的方法,特別是對與 電子設(shè)計(jì)方面.首先要明確總體的設(shè)計(jì)方案與方法;其次是對各個局部進(jìn)展設(shè)計(jì) 與改進(jìn);最后將各個局部整合在一起進(jìn)展比較,觀察. 在流水燈實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)當(dāng)中遇到的首要問題有三個:一是電路的總體設(shè)計(jì)問題; 二是電路的焊接問題;三是電路的調(diào)試問題.基于所學(xué)數(shù)字電路知識的局限性, 在選擇元器件方面有所困難,開場無從下手應(yīng)該確定使用何種元件.通過查找資 料等過程首先確定了元件,從而確定了總電路圖.由于初次進(jìn)展焊接工作,所以 在電路焊接的時候造成了許多虛焊,導(dǎo)致電路無法正常運(yùn)行.加重了電路調(diào)試的 作業(yè)量. 總的來說,流水燈的課程設(shè)計(jì)有利