一、多路彩燈控制器設(shè)計原理

　　設(shè)計一個彩燈控制程序器?？梢詫崿F(xiàn)四種花型循環(huán)變化，有復(fù)位開關(guān)。整個系統(tǒng)共有三個輸入信號CLK，RST，SelMode，八個輸出信號控制八個彩燈。時鐘信號CLK脈沖由系統(tǒng)的晶振產(chǎn)生。各種不同花樣彩燈的變換由SelMode控制.硬件電路的設(shè)計要求在彩燈的前端加74373鎖存器。用來對彩燈進(jìn)行鎖存控制。此彩燈控制系統(tǒng)設(shè)定有四種花樣變化，這四種花樣可以進(jìn)行切換，四種花樣分別為:

　　(1)彩燈從左到右逐次閃亮。然后從右到左逐次熄滅。

　　(2)彩燈兩邊同時亮兩個，然后逐次向中間點亮。

　　(3)彩燈從左到右兩個兩個點亮，然后從右到左兩個兩個逐次點亮。

　　(4)彩燈中間兩個點亮。然后同時向兩邊散開。

　　二、多路彩燈控制器的VHDL的實現(xiàn)

　　本控制電路采用VHDL語言設(shè)計。運用自頂而下的設(shè)計思想，按功能逐層分割實現(xiàn)層次化設(shè)計。根據(jù)多路彩燈控制器的設(shè)計原理，將整個控制器分為四個部分，分別對應(yīng)彩燈的四種變化模式、利用VHDL語言實現(xiàn)該功能程序如下:

　　LIBRARY IEEE;

　　USE IEEE.std_logic_1164.ALL;

　　USE IEEE.std_loglc_ARITH.ALL;

　　USE IEEE.std_logic_UNSIGNED.ALL;

　　ENTITY CaiDeng IS

　　port(CLK:IN std_logic;

　　RST:in std_logic;

　　SelMode:in std_logic_vector(1 downto 0);--彩燈花樣控制

　　Light:out std_logic_vector(7 downto 0));

　　END CaiDeng;

　　ARCHITECTURE control OF CaiDeng IS

　　SIGNAL clk1ms:std_logic:='0';

　　SIGNAL cnt1:std_logic_vector(3 downto 0):="0000";

　　SIGNAL ent2:std_logic_vector(1 downto 0):="00";

　　SIGNAL cnt3:std_logic_vector(3 downto 0):="0000";

　　SIGNAL cnt4:std_logic_vector(1 downto 0):="00";

　　BEGIN

　　P1:PR0CESS(clk1ms)

　　BEGIN

　　if(clk1ms'EVENT AND clk1ms='1')then

　　if selmode="00" then --種彩燈花樣的程序

　　if cnt1="1111" then

　　cnt1<="0000";

　　else cnt1<= cnt1+1;

　　end if;

　　case cnt1 is

　　when "0000"=>light<="10000000";

　　when "0001"=>light<="11000000";

　　when "0010"=>light<="11100000";

　　when "0011"=>light<="11110000";

　　when "0100"=>light<="11111000";

　　when "0101"=>light<="11111100";

　　when "0110"=>light<="11111110";

　　when "0111"=>light<="11111111";

　　when "1000"=>light<="11111110";

　　when "1001"=>light<="11111100";

　　when "1010"=>light<="11111000";

　　when "1011"=>light<="11110000";

　　when "1100"=>light<="11100000";

　　when "1101"=>light<="11000000";

　　when "1110"=>light<="10000000";

　　when others=>light<="00000000";

　　end case;

　　elsif selmode="01" then -- 第二種彩燈花樣的程序

　　if cnt2="11" then

　　cnt2<="00";

　　else cnt2<= cnt2+1;

　　end if;

　　case cnt2 is

　　when "00"=>light<="10000001";

　　when "01"=>light<="11000011";

　　when "10"=>light<="11100111";

　　when "11"=>light<="11111111";

　　when others=>light<="00000000";

　　end ease;

　　elsif selmode="10" then --第三種彩燈花樣的程序

　　if cnt3="1111" then

　　cnt3<="0000";

　　else cnt3<=cnt3+1;

　　end if;

　　case cnt3 is

　　when "0000"=>light<="11000000";

　　when "0001"=>light<="01100000";

　　when "0010"=>light<="00110000";

　　when "0011"=>light<="00011000";

　　when "0100"=>light<="00001100";

　　when "0101"=>light<="00000110";

　　when "0110"=>light<="00000011";

　　when "0111"=>light<="00000110";

　　when "1000"=>light<="00001100";

　　when "1001"=>light<="00011000";

　　when "1010"=>light<="00110000";

　　when "1011"=>light<="01100000";

　　when "1100"=>light<="11000000";

　　when others=>light<="00000000";

　　end case;

　　elsif selmode="11" then -- 第四種彩燈花樣的程序

　　if cnt4="11" then

　　cnt4<="00";

　　else cnt4<= cnt4+1;

　　end if;

　　case cnt4 is

　　when "00"=>light<="00011000";

　　when "01"=>light<="00111100";

　　when "10"=>light<="01111110";

　　when "11"=>light<="11111111";

　　when others=>light<="00000000";

　　end ease;

　　end if;

　　end if;

　　END PROCESS P1;

　　P2:PROCESS(clk) --分頻進(jìn)程

　　variable cnt:integer range 0 to 1000;

　　BEGIN

　　IF(RST='0')then

　　cnt:=0:

　　ELSIF(clk'EVENT AND clk='1')then

　　if cnt<999 then

　　cnt:=cnt+1;

　　clk1ms<='0';

　　else

　　cnt:=0;

　　clk1ms<='1';

　　end if;

　　end if;

　　end PROCESS P2;

　　end control;

　　三、功能仿真及驗證

　　各模塊VHDL程序經(jīng)過編譯優(yōu)化后，選擇合適的目標(biāo)芯片進(jìn)行綜合、管腳配置。本電路選用ALTERA公司的可編程邏輯芯片EPM7128SLC84-6，由MAX+Plus II進(jìn)行仿真，從仿真波形可以看出，此程序可以實現(xiàn)四種不同花樣彩燈的相互變換，每種花樣彩燈可以循環(huán)變化。但是如果系統(tǒng)的固有頻率很大，彩燈的閃爍速度非?？?，看到的現(xiàn)象是每個花樣的八個彩燈同時被點亮，為了實現(xiàn)絢麗多彩的景象，必須要在程序中加一個分頻進(jìn)程如上述程序的進(jìn)程P2。

　　四、結(jié)束語

　　本次設(shè)計的程序已經(jīng)在硬件系統(tǒng)上得到了驗證，實驗表明。此設(shè)計方法能夠滿足四種不同花樣彩燈的變化要求，并且該方法便于擴(kuò)展不同變化模式的彩燈花樣，各個不同花樣的相互轉(zhuǎn)變是手動切換實現(xiàn)的。自動切換的方法筆者不再累述。

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