eda课程设计-彩灯控制器

1设计目的熟练掌握EDA技术利用计算机方面的课程解决专业课程方面点具体问题.达到解决问题.完成课程设计任务.培养实践的目的。

2设计要求和任务利用所学的EDA设计方法设计彩灯控制器.熟练使用使用QUARTUSII 应用软件.进一步学习使用VHDL语言、原理图等EDA设计方法进行综合题目的方法。

功能要求:1.要有多种花型变化(至少4种).2.多种花型可以自动变换.循环往复.3.彩灯变换的快慢节拍可以选择.4.具有清零开关.3 总体设计思路及原理描述3.1功能描述在电路中以 1 代表灯亮,以 0 代表灯灭,由 0,1按不同的规律组合代表不同的灯光图案,同时使其选择不同的频率,从而实现多种图案多种频率的花样功能显示。

在该电路中只需简单的修改程序就可以灵活地调整彩灯图案和变化方式。

下面就以一个十六路彩灯控制系统的实现为例进行简单说明。

此十六路彩灯控制系统设定有六种花样变化 ,这六种花样可以进行自动切换 ,并且每种花样可以选择不同的频率。

3.2设计原理用VHDL进行设计 ,首先应该了解 ,VHDL语言一种全方位硬件描述语言 ,包括系统行为级 ,寄存传输级和逻辑门级多个设计层次。

应充分利用DL “自顶向下”的设计优点以及层次化的设计概层次概念对于设计复杂的数字系统是非常有用它使得人们可以从简单的单元入手 ,逐渐构成庞大而复杂的系统。

首先应进行系统模块的划分 ,规定每一模块的功能以及各个模块之间的接口。

最终设计方案为:以一个十六路彩灯花样控制器、一个四频率输出分频器 ,一个四选一控制器和一个时间选择器总共四部分来完成设计。

四选一控制器从分频器选择不同频率的时钟信号输送到彩灯花样控制器 ,从而达到控制彩灯闪烁速度的快慢 ,时间选择器控制每种速度维持的时间长短。

整个十六路彩灯控制系统设计的模块图如图 1所示图一4分层次方案设计及代码描述4.1子模块及其功能本次设计分为四个子模块 ,即十六路彩灯花样控制器、四频率输出分频器 ,四选一控制器和时间选择器 ,其子模块及其功能如下:4.1.1四频率输出分频器在本次设计中 ,设计了六种花样 ,要求这六种花样以不同的频率显示 ,而只有一个输入的时钟信号 ,所以对所输入的时钟信号进行 2 分频 ,4 分频 ,8分频 ,16分频 ,得到四种频率信号 ,CLKDIV模块用来完成此功能。

EDA课程设计：八路彩灯控制器第一篇：EDA课程设计：八路彩灯控制器EDA课程设计设计题目：基于VHDL的8路彩灯控制器设计一、课程设计的目的1．熟悉QuartusⅡ软件的使用方法,使用VHDL 文本输入设计法进行任务设计。

2．增强自己实际动手能力,独立解决问题的能力。

3．通过课程设计对所学的知识进行更新及巩固.二、课程设计的基本要求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。

设计完成后，通过仿真验证与设计要求进行对比，检验设计是否正确。

三、课程设计的内容编写硬件描述语言VHDL程序，设计一个两种节拍、三种花型循环变化的8路彩灯控制器，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。

四、实验环境PC机一台；软件Quartu sⅡ6.0五、课程设计具体步骤及仿真结果1、系统总体设计框架结构分频模块：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。

二选一模块：选择两种频率中的一个控制彩灯的花型。

8路彩灯的三种花型控制模块：整个系统的枢纽，显示彩灯亮的情况。

2、系统硬件单元电路设计1.分频模块设计实验程序：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity fenpin2 isport(clk:in std_logic;clkk:out std_logic);end fenpin2;architecture behav of fenpin2 is beginprocess(clk)variable clkk1:std_logic:='0';beginif clk'event and clk='1' thenclkk1:= not clkk1;end if;clkk<=clkk1;end process;end behav;RTL电路图：波形图：2.二选一模块设计实验程序：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity mux21 is port(a,b,s:in std_logic;y:out std_logic);end mux21;architecture behave of mux21 is begin process(a,b,s)begin if s='0' then y<=a;else y<=b;end if;end process;end behave;RTL电路图：波形图：3.8路彩灯的三种花型控制模块设计程序: library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity color8 is port(clk,rst :in std_logic;q:out std_logic_vector(7 downto 0));end;architecture a of color8 is signal s:std_logic_vector(4 downto 0);begin process(s,clk)begin if rst='1' then s<=“00000”;elsif clk'event and clk= '1' then if s=“11111” thens<=“00000”;else s<=s+1;end if;case s is when “00000”=>q<=“00000000”;when“00001”=>q<=“10001000”;when“00010”=>q<=“11001100”;when“00011”=>q<=“11101110”;when “00100”=>q<=“11111111”;when “00101”=>q<=“00000000”;when“00110”=>q<=“00011000”;when“00111”=>q<=“00111100”;when“01000”=>q<=“01111110”;when“01001”=>q<=“11111111”;when“01010”=>q<=“11100111”;when“01011”=>q<=“11000011”;when“01100”=>q<=“10000001”;when“01101”=>q<=“00000000”;when“01110”=>q<=“10000000”;when“01111”=>q<=“11000000”;when“10000”=>q<=“11100000”;when“10001”=>q<=“11110000”;when“10010”=>q<=“11111000”;when“10011”=>q<=“11111100”;when“10100”=>q<=“11111110”;when“10101”=>q<=“11111111”;when“10110”=>q<=“11111110”;when“10111”=>q<=“11111100”;w hen“11000”=>q<=“11111000”;when“11001”=>q<=“11110000”;when“11010”=>q<=“11100000”;when“11011”=>q<=“11000000”;when“11100”=>q<=“10000000”;when“11101”=>q<=“00000000”;when others=>null;end case;end if;end process;end;RTL电路图：波形图：4.综合程序library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity fenpin2 isport(clk:in std_logic;clkk:out std_logic);end fenpin2;architecture behav of fenpin2 is beginprocess(clk)variable clkk1:std_logic:='0';beginif clk'event and clk='1' thenend if;clkk<=clkk1;end process;end behav;library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity mux21 is port(a,b,s:in std_logic;y:out std_logic);end mux21;architecture behave of mux21 is begin process(a,b,s)begin if s='0' then y<=a;else y<=b;end if;end process;end behave;library ieee;clkk1:= not clkk1;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity color8 is port(clk,rst :in std_logic;q:out std_logic_vector(7 downto 0));end;architecture a of color8 is signal s:std_logic_vector(4 downto 0);begin process(s,clk)begin if rst='1' then s<=“00000”;elsif clk'event and clk= '1' then if s=“11111” thens<=“00000”;else s<=s+1;end if;case s is when “00000”=>q<=“00000000”;when“00001”=>q<=“10001000”;when“00010”=>q<=“11001100”;when“00011”=>q<=“11101110”;when“00100”=>q<=“11111111”;when“00101”=>q<=“00000000”;when“00110”=>q<=“00011000”;when“00111”=>q<=“00111100”;when“01000”=>q<=“01111110”;when“01001”=>q<=“11111111”;when“01010”=>q<=“11100111”;when“01011”=>q<=“11000011”;when “01100”=>q<=“10000001”;when “01101”=>q<=“00000000”;when“01110”=>q<=“10000000”;when“01111”=>q<=“11000000”;when“10000”=>q<=“11100000”;when“10001”=>q<=“11110000”;when“10010”=>q<=“11111000”;when“10011”=>q<=“11111100”;when“10100”=>q<=“11111110”;when“10101”=>q<=“11111111”;when“10110”=>q<=“11111110”;when“10111”=>q<=“11111100”;when“11000”=>q<=“11111000”;when“11001”=>q<=“11110000”;when“11010”=>q<=“11100000”;when“11011”=>q<=“11000000”;when“11100”=>q<=“10000000”;when“11101”=>q<=“00000000”;when others=>null;end case;end if;end process;end;library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity balucaideng is port(clk,s,rst:in std_logic;q:out std_logic_vector(7 downto 0));end;architecture one of balucaideng issignal h0,h1:std_logic;component fenpin2port(clk:in std_logic;clkk:out std_logic);end component;component mux21 port(a,b,s:in std_logic;y:out std_logic);end component;component color8 port(clk,rst :in std_logic;q:out std_logic_vector(7 downto 0));end component;begin u1: fenpin2 port map(clk=>clk，clkk=>h0);u2: mux21 port map(a=>h0，b=>clk，s=>s;y=>h1);u3: color8 port map(clk=>h1，rst=>rst，q=>q);end;波形图：六、实验总结第二篇：eda课程设计-彩灯控制器1.设计目的学习EDA开发软件和MAX+plus Ⅱ的使用方法，熟悉可编程逻辑器件的使用，通过制作来了解彩灯控制系统。

EDA课程设计--多路彩灯控制设计
项目简介：
本项目基于EDA工具（例如Altium Designer），设计实现了一种多路彩灯控制器。

该控制器可以控制多个LED灯的颜色和亮度，并可以通过外部输入信号进行控制。

项目要求：
- 实现8路彩灯控制，并且可以通过外部控制进行选择控制的灯数量。

- 支持控制彩灯的颜色和亮度。

- 支持外部输入信号，例如红外、蓝牙等。

- 设计具有过压、过流保护电路。

项目实现：
1. 硬件设计
- 选用STM32F030C8T6为控制器，实现外部输入信号检测、灯控制等功能
- 使用MAX7219为LED驱动芯片，支持SPI通信
- 具有功率PWM控制电路，用于调节彩灯的亮度
- 设有保护电路（包括过压、过流保护等）。

2. PCB设计
- 完成原理图设计，并将原理图转化为PCB设计
- 完成DSP设计、电源电路设计、外部输入检测电路设计、LED灯的连接及布局设计
- 设计阻止过压、过流电路，并进行分析和仿真，确保电路设计的可靠性和稳定性。

3. 程序设计
- 根据硬件设计，编写STM32程序，实现控制LED灯的亮度和颜色、接收和处理外部输入信号等功能
- 设计简单友好的用户界面，使得用户可以方便地选择和改变亮度和颜色控制方式。

4. 调试测试
- 在完成硬件设计、PCB设计、程序设计后，进行完整的测试来验证控制器的功能。

- 对控制器进行验证测试，确保它能稳定地运行，并且能够处理外部输入信号、选择和控制指定的彩灯。

目录第一章绪论 (1)1.1系统背景 (2)1.2课程设计的主要内容和任务以及要达到的目标 (2)第二章系统电路设计 (3)2.1 系统总体设计框架结构 (3)2.1 系统硬件 (3)第三章系统软件设计 (4)3.1 方案原理 (4)3.2 模块设计 (4)3.3 总体模块设计 (7)第四章实验结果和分析 (7)4.1 实验仿真结果 (7)结束语 (9)附录 (10)第一章绪论1.1系统背景20世纪90年代，国际上电子和计算机技术较先进的国家，一直在积极探索新的电子电路设计方法，并在设计方法、工具等方面进行了彻底的变革，取得了巨大成功。

在电子技术设计领域，可编程逻辑器件（如CPLD、FPGA）的应用，已得到广泛的普及，这些器件为数字系统的设计带来了极大的灵活性。

这些器件可以通过软件编程而对其硬件结构和工作方式进行重构，从而使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷。

这一切极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程和设计观念，促进了EDA技术的迅速发展。

EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言VHDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。

EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。

利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程的计算机上自动处理完成。

现在对EDA的概念或范畴用得很宽。

包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。

目前EDA技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。

例如在飞机制造过程中，从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟，都可能涉及到EDA技术。

电子设计自动化大作业题目彩灯控制器的设计学院**学院班级电气**学号**********姓名********二O一二年十月三十一日彩灯控制器的设计一、彩灯控制器的设计要求设计能让一排彩灯(8只)自动改变显示花样的控制系统，发光二极管可作为彩灯用。

控制器应有两种控制方式：（1）规则变化。

变化节拍有0．5秒和0．x秒两种，交替出现，每种节拍可有4种花样，各执行一或二个周期后轮换。

（2）随机变化。

无规律任意变化。

二、彩灯控制器的设计原理本次彩灯控制器的设计包含几个主要模块，一是彩灯显示和扬声器的时序控制部分，二是发光二极管的动态显示和数码管的动态显示，本次设计中，二者的显示同步变化；三是扬声器的控制部分。

流程图如下所示：图 1 彩灯控制器的设计流程图彩灯控制器的设计核心主要是分频器的使用，显示部分的设计较简易。

分频的方法有很多种，本次设计之采用了其中较简易的一种，通过计数器的分频，将控制器外接的频率分为几个我们预先设定的值。

当计数器达到预先设定的值，即产生一个上升沿，从而实现分频。

扬声器通过不同的频率控制发出不同的声音。

同样发光二极管和数码管的显示速度也由其中分出来的一种频率控制（控制显示频率在1~4 之间为宜）。

通过使能端的控制可以控制不同的数码管显示预先设定的图案，数码管依次显示的图案为 AA、BB、CC，并随着发光二极管同步动态显示。

AA 为自左向右显示，BB 为自右向左显示，CC 从二边向中间再由中间向二边发散显示。

与此同时，显示不同的花型时扬声器发出不同的声音，代表不同的花型。

本次设计还带有复位功能，通过复位可以使彩灯控制器恢复到最初的状态。

三、程序设计和分析library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;建立设计库和标准程序包实体部分： entity pan isport(clk:in std_logic;clr:in std_logic;speak:out std_logic;led7s1:out std_logic_vector(6 downto 0);led7s2:out std_logic_vector(7 downto 0);led_selout:out std_logic_vector(7 downto 0);end entity;实体名为 pan,定义端口，输入端口为 clk 和 clr ,其中 clk 接脉冲信号，clr 接复位端；输出端口 speak 接扬声器，led7s1 接数码管的七段显示部分，led7s 接八个发光二极管，led_selout 接八个数码管的使能端，控制数码管的循环显示。

彩灯控制器课程设计eda一、课程目标知识目标：1. 让学生理解彩灯控制器的基本原理和EDA（电子设计自动化）软件的使用；2. 掌握彩灯控制器的电路设计、PCB布线及元件布局；3. 了解彩灯控制器的程序编写及调试方法。

技能目标：1. 培养学生运用EDA软件进行电路设计和PCB布线的能力；2. 培养学生编写彩灯控制程序，进行调试和优化的技能；3. 提高学生团队协作和解决问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣和热情，激发创新意识；2. 培养学生严谨、细心的学习态度，养成良好的操作习惯；3. 增强学生的环保意识，关注电子产品对环境的影响。

课程性质：本课程属于电子技术实践课程，结合理论教学，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。

学生特点：学生具备一定的电子技术基础知识，对实践操作有较高的兴趣，喜欢探索和挑战。

教学要求：教师需结合学生特点，采用循序渐进的教学方法，注重理论与实践相结合，提高学生的综合能力。

在教学过程中，关注学生的学习进度和需求，及时调整教学策略。

1. 彩灯控制器原理讲解：包括彩灯控制器的功能、工作原理及主要元件介绍，对应教材第3章；2. EDA软件操作：学习EDA软件的基本操作，如原理图绘制、PCB布线等，对应教材第4章；3. 彩灯控制器电路设计：根据原理图绘制PCB图，并进行元件布局，对应教材第5章；4. 彩灯控制程序编写：学习编写控制程序，实现彩灯的亮灭、闪烁等功能，对应教材第6章；5. 程序调试与优化：对编写好的程序进行调试，找出问题并进行优化，对应教材第7章；6. 实践操作：分组进行彩灯控制器的设计与制作，巩固所学知识，提高实际操作能力。

教学进度安排：第1周：彩灯控制器原理讲解；第2周：EDA软件操作学习；第3-4周：彩灯控制器电路设计；第5周：彩灯控制程序编写；第6周：程序调试与优化；第7周：实践操作。

教学内容确保科学性和系统性，结合教材章节进行有序安排，使学生能够逐步掌握彩灯控制器的设计与制作。

燕山大学EDA课程设计报告书题目：彩灯控制器（一）姓名：班级：学号：成绩：设计题目：彩灯控制器（一）一、设计要求：1．有十只LED,L0……L92．显示方式1) 先奇数灯依次灭2) 再偶数灯依次灭3)再由LO到L9依次灭3. 显示间隔0.5S,1S可调。

二、设计思路：1．用两片4-16译码器74154分别控制奇数，偶数灯依次灭和L0~L9依次灭。

2．用16进制计数器74161连成11进制计数器，输出作为74154的输入和片选控制。

3．用三片10进制计数器74160连成183进制计数器，得到分频电路。

并用一个T触发器修改占空比为1：2。

4．用一个JK触发器和一个控制端实现显示时间间隔可调。

三、设计过程：1．模块一 fenpin电路图如下：输入732HZ的CLK信号，用三个74160连成183进制计数器再用一个T触发器调节占空比为1：2，得到2HZ的Y信号。

仿真图：2．模块二 xuanpin电路图如下：用一个JK触发器实现二分频，控制端M为低电平时，输出2HZ的脉冲；控制端M为高电平时，输出1HZ的脉冲。

仿真图：3．模块三 jishu电路图如下：将16进制计数器连成11进制计数器，输出QA、QB、QC、QD作为模块kongzhi的输入，进位输出C作为模块kongzhi的片选端输入。

仿真图：4．模块四： kongzhi电路图如下：灯L0，L1，L2，L3，L4，L5，L6，L7，L8，L9依次与10个与门连接。

CONTROL为0时第一片被选中，输入状态为0000~1010，输出Y0~Y10依次为0，Y2~Y10依次接与门3，5，7，9，0，2，4，6，8，YO取非和Y1用一个或门连接与门1，实现开始的全亮状态；CONTROL为1时第二片被选中，输入循环0000~1010，输出Y0~Y10依次连接与门0，1，2，3，4，5，6，7，8，9。

此电路在控制端的作用下实现了奇数灯依次灭，偶数灯依次灭，然后L0~L9依次灭。

彩灯控制器eda课程设计1000字此篇文章的主题为“彩灯控制器EDA课程设计”，下面将会从以下几个方面展开：1. 课程设计背景和目的2. 设计原理和方法3. 系统需求和规格4. 系统模块设计5. 系统实现和调试6. 课程设计总结和展望一、课程设计背景和目的彩灯控制器是一种用来控制色彩变换、亮度调节等的电子设备。

这种设备在日常生活中应用非常广泛，例如照明、广告牌等方面。

本次课程设计的目的是通过设计彩灯控制器，让学生深入了解EDA工具之间的协同效应并学习如何利用EDA工具实现完整的电子产品设计流程。

二、设计原理和方法彩灯控制器设计的原理比较简单，基本原理为利用单片机作为控制中心来控制不同灯泡的闪烁和色彩变换。

由于本次课程设计主要采用EDA工具进行设计开发，因此我们将采用如下方法实现：1. 采用verilog HLD (硬件描述语言)对彩灯控制器进行建模；2. 通过EDA软件(例如Vivado、ISE、Quartus等)进行模拟、综合和实现；3. 最后通过FPGA板搭建完整的系统并进行测试。

三、系统需求和规格1. 总体需求彩灯控制器主要功能为控制颜色变换、亮度等，并支持手持控制和远程控制两种方式。

系统需要满足以下要求：a) 彩灯控制器能够控制不同灯泡的颜色变换、亮度等；b) 支持手持遥控器和网络控制；c) 能够实现灯光的渐变和闪烁，且过渡效果自然；d) 有良好的灵活性和可扩展性。

2. 系统规格在确定系统规格时，除了要满足客户需求，还应考虑实际电子产品的性能要求，下面是我们对彩灯控制器的一些基本规格：a) 支持8组不同灯泡的控制；b) 支持颜色变换、亮度调节，且支持渐变和闪烁模式；c) 支持手持遥控器和网络控制，且手持遥控器能够进行10米内的控制；d) 有RBG三种控制灯泡的颜色变换，且变化频率在1-10Hz之间；e) 支持亮度调节，且亮度范围在0-100可调；f) 具有良好的电磁兼容性和稳定性。

四、系统模块设计根据我们的设计原理和系统需求和规格，我们可以将整个彩灯控制器的系统分为如下几个模块：1. 控制模块：主要是由单片机实现，能够接收遥控器和网络信号，并控制其他模块的工作；2. 灯光控制模块：包括RGB灯泡控制器、PWM调节器、芯片等，实现对灯泡的控制和亮度调节等功能；3. 消息传输模块：包括RS232、Wi-Fi、蓝牙等，实现遥控器和网络控制的功能。

EDA课程设计总结报告题目彩灯控制器学院 XXXXXXXXXXXXX学院专业 XXXXXXXXXX年级 XXXX级学号 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX姓名 XXX XXX指导教师 XXX成绩XXXX年 X月 XX日目录摘要 (2)Abstract (4)第一章绪论 (5)1.1 课题背景 (5)1.2 项目的实际研究意义 (7)第二章彩灯控制的要求及程序设计 (8)2.1 课程设计要求 (8)2.2设计思路 (8)2.3彩灯控制的软件程序设计 (8)第三章硬件焊接及彩灯调试 (12)3.1 焊接成品 (12)3.2 彩灯调试效果查看 (12)第四章波形仿真调试 (13)第五章感谢信 (14)参考文献 (15)摘要本课程设计提出基于FPGA的彩灯控制器的设计与分析。

本设计运用运用Verilog HDL语言在QuartusⅡ软件上进行了实验程序的编译和波形的仿真，具有代码简单易懂，功能易实现的特点，通过不断地调试和代码的多次完善，最终实现完整的多种花样彩灯控制器，达到了自主设计逻辑电路的水平。

关键词：彩灯控制；Verilog HDL语言；QuartusⅡ软件AbstractThe design and analysis of color lamp controller based on FPGA are presented in this course. This design using using Verilog HDL language in Quartus Ⅱsoftware has carried on the experimental program compilation and waveform simulation, has the code simple, function characteristics of easy implementation, through debugging and code many times the consummation unceasingly, finally realizes the complete variety lights controller, reached the independent design of logic circuit level.Keywords: The lantern controller；Verilog HDL language; Quartus Ⅱsoftware第一章绪论1.1课题背景1. FPGAFPGA采用了逻辑单元阵列LCA（Logic Cell Array）这样一个新概念，内部包括可配置逻辑模块CLB（Configurable Logic Block）、输出输入模块IOB（Input Output Block）和内部连线（Interconnect）三个部分。