长沙理工大学《计算机组成原理》课程设计报告学院计算机与通信工程专业网络工程班级网络工程08-02 学号******学生姓名**** 指导教师**课程成绩完成日期2010年12月31日课程设计任务书计算机与通信工程学院网络工程专业课程设计成绩评定学院计算机通信工程专业网络工程班级网络08-01 班学号**********学生姓名**** 指导教师**课程成绩完成日期2010年12月31日指导教师对学生在课程设计中的评价指导教师对课程设计的评定意见目录任务书 (2)摘要 (5)Abstract (6)1引言 (7)1.1VHDL技术介绍 (7)1.2其他技术特征 (8)2十六路彩灯控制系统的实现十六路彩灯控制器的实现 (9)2.1 功能描述 (9)2.2 设计原理 (9)3模块设计及其功能 (10)3.1 子模块及功能 (10)4 程序下载与测试 (13)4.1 下载 (13)4.2 硬件测试 (14)5结论 (14)参考文献 (15)附录 (16)多路彩灯控制器的设计[摘要]随着科技的发展 , 在现代生活中, 彩灯作为一种景观应用越来越多。
现介绍了以VHDL为基础的十六路彩灯控制系统。
同时减少了设计芯片的数量、缩小了体积、降低了功耗、提高了设计的灵活性、可靠性和可扩展性。
在电子电路设计领域中，电子设计自动化(EDA)工具已成为主要的设计手段，而VHDL语言则是EDA的关键技术之一，它采用自顶向下的设计方法，即从系统总体要求出发，自上至下地将设计任务分解为不同的功能模块，最后将各功能模块连接形成顶层模块，完成系统硬件的整体设计。
本文介绍了基于EDA技的多路彩灯控制器的设计与分析。
在MAX+PLUSII环境下采用VHDL语言实现，论述了基于VHDL语言和CPLD芯片的数字系统设计思想和实现过程。
电子设计自动化技术EDA的发展给电子系统的设计带来了革命性的变化，EDA软件设计工具，硬件描述语言，可编程逻辑器件（PLD）使得EDA技术的应用走向普及。
实验名称：彩灯控制电路设计与实现实验任务要求：用VHDL 语言设计并实现一个彩灯控制电路，仿真并下载验证其功能。
彩灯有两种工作模式 ，可通过拨码开关或按键进行切换。
（1）单点移动模式：一个点在8个发光二极管上来回的亮（2）幕布式：从中间两个点，同时向两边依次点亮直至全亮，然后再向中间点灭，依次往复设计思路和过程：可以将两种模式分开设计，再用一个控制钮进行切换。
两种模式本质一样，都是循环点亮灯。
可以用状态机设计。
首先明确设计对象的外部特征，输入信号只有时钟信号cp 和切换按钮此处取a;输出为检测的八个彩灯亮暗。
根据设计对象的操作控制步来确定有限状态机的状态。
取初始状态为s0,第一种模式共有14种状态循环，因而可取状态s0,s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7,s8,s9,s10,s11,s12,s13；第二种模式有八种状态，可共用第一种模式中的前八种状态，即为s0,s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7。
根据题目要求的循环可以写出各个状态的下一状态，写完整个循环为止。
切换按钮可以用一个If 来总领。
单点移动模式：S0 S5S13 S7S8 S9 S10 S11 S1 S2 S3 S4S12 S6幕布式：流程图：彩灯电路设计语言：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity pmd isport(a,cp:in std_logic; %输入信号deng: out std_logic_vector(7 downto 0) %输出灯信号);end pmd;architecture arch of pmd istype all_state is (s0,s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7,s8,s9,s10,s11,s12,s13);%枚举状态机状态 S0 S7 S6 S1 S5 S4S2 S3signal state:all_state; %状态转换符号begin %开始程序process(cp)beginif (cp'event and cp='1')then %时钟信号开始计数if(a='1')then %单点循环模式case state iswhen s0=> state<=s1;deng<="00000001"; %状态循环when s1=> state<=s2;deng<="00000010";when s2=> state<=s3;deng<="00000100";when s3=> state<=s4;deng<="00001000";when s4=> state<=s5;deng<="00010000";when s5=> state<=s6;deng<="00100000";when s6=> state<=s7;deng<="01000000";when s7=> state<=s8;deng<="10000000";when s8=> state<=s9;deng<="01000000";when s9=> state<=s10;deng<="00100000";when s10=> state<=s11;deng<="00010000";when s11=> state<=s12;deng<="00001000";when s12=> state<=s13;deng<="00000100";when s13=> state<=s0;deng<="00000010";when others =>state<=s0;deng<="00000000";end case;Else %切换为幕布式case state iswhen s0=> state<=s1;deng<="00011000";when s1=> state<=s2;deng<="00111100";when s2=> state<=s3;deng<="01111110";when s3=> state<=s4;deng<="11111111";when s4=> state<=s5;deng<="01111110";when s5=> state<=s6;deng<="00111100";when s6=> state<=s7;deng<="00011000";when s7=> state<=s0;deng<="00000000";when others =>state<=s0;deng<="00000000";end case;end if;end if;end process; end arch;输入波形：添加五十分频后的仿真程序：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity cd isport(a,clk:in std_logic;q: out std_logic_vector(7 downto 0));end cd;architecture a of cd istype all_state is (s0,s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7,s8,s9,s10,s11,s12,s13);signal state:all_state;signal cnt : integer range 0 to 24999999; %50分频状态signal clk_tmp : std_logic;beginprocess(clk)Begin %开始运行分频信号if (clk'event and clk='1') thenif cnt=24999999 thencnt<=0;clk_tmp<= not clk_tmp;elsecnt<=cnt+1;end if;end if;if (clk_tmp'event and clk_tmp='1')then %分频后运行彩灯程序if(a='1')thencase state iswhen s1=> state<=s2;q<="00000010";when s2=> state<=s3;q<="00000100";when s3=> state<=s4;q<="00001000";when s4=> state<=s5;q<="00010000";when s5=> state<=s6;q<="00100000";when s6=> state<=s7;q<="01000000";when s7=> state<=s8;q<="10000000";when s8=> state<=s9;q<="01000000";when s9=> state<=s10;q<="00100000";when s10=> state<=s11;q<="00010000";when s11=> state<=s12;q<="00001000";when s12=> state<=s13;q<="00000100";when s13=> state<=s0;q<="00000010";when others =>state<=s0;q<="00000000";end case;elsecase state iswhen s0=> state<=s1;q<="00011000";when s1=> state<=s2;q<="00111100";when s2=> state<=s3;q<="01111110";when s3=> state<=s4;q<="11111111";when s5=> state<=s6;q<="00111100";when s6=> state<=s7;q<="00011000";when s7=> state<=s0;q<="00000000";when others =>state<=s0;q<="00000000";end case;end if;end if;end process;end a;library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_arith.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity cd isport(a,clk:in std_logic;q: out std_logic_vector(7 downto 0));end cd;architecture a of cd istype all_state is (s0,s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7,s8,s9,s10,s11,s12,s13); signal state:all_state;beginprocess(clk)beginif (clk'event and clk='1') thenif(a='1') thencase state iswhen s0=> state<=s1;q<="00000001";when s1=> state<=s2;q<="00000010";when s2=> state<=s3;q<="00000100";when s3=> state<=s4;q<="00001000";when s4=> state<=s5;q<="00010000";when s5=> state<=s6;q<="00100000";when s6=> state<=s7;q<="01000000";when s7=> state<=s8;q<="10000000";when s8=> state<=s9;q<="01000000";when s9=> state<=s10;q<="00100000";when s10=> state<=s11;q<="00010000";when s11=> state<=s12;q<="00001000";when s12=> state<=s13;q<="00000100";when s13=> state<=s0;q<="00000010";when others =>state<=s0;q<="00000000";end case;elsecase state iswhen s0=> state<=s1;q<="00011000";when s1=> state<=s2;q<="00111100";when s2=> state<=s3;q<="01111110";when s3=> state<=s4;q<="11111111";when s4=> state<=s5;q<="01111110";when s5=> state<=s6;q<="00111100";when s6=> state<=s7;q<="00011000";when s7=> state<=s0;q<="00000000";when others =>state<=s0;q<="00000000";end case;end if;end if;end process;end a;故障及问题分析：1．编写这个程序时，很自然地想到用一个输入信号控制两种模式的切换，但把这个输入放在哪里，如何放，开始出现了几种想法。
彩灯控制的设计（CPLD/FPGA课程设计）CPLD/FPGA课程设计项目名称基于FPGA的彩灯控制专业班级学生学号学生姓名指导教师XXXX年X 月XX 日（CPLD/FPGA课程设计）摘要本课程设计提出基于FPGA的彩灯控制器的设计与分析，设计由分频器模块，数据选择器模块，彩灯控制模块组成，基本原理是通过分频器产生不同频率时钟信号，表示彩灯显示的快慢，然后通过数据选择器进行选择，进而通过彩灯花型控制器显示不同种类的彩灯花型。
本设计运用运用Verilog HDL语言在Modelsim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；Modelsim软件AbstractThe curriculum design is proposed based on FPGA octal lantern controller design and analysis, design by the frequency divider module, data selector module lantern control module, the basic principle is through a frequency divider generated clock signal with different frequency and express the lantern display of speed, then through the data selector, and then through the lantern flower type controller display lights in different kinds of flowers. This design by using Verilog HDL language in the Modelsim software of experimental program compiling and waveform simulation, with easy to understand code, function is easy to realize the characteristics by continuous debugging and code improved several times, and ultimately complete the lantern controller, up to the level of the independent design of logic circuit.Keywords:The lantern controller；Verilog HDL language ；The Modelsim software目录摘要 (I)Abstract (III)第一章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 彩灯控制的实际研究意义 (3)第二章彩灯控制相关模块的设计以及原理 (4)2.1 总体设计 (4)2.1.1 方案比较 (4)2.1.2 方案论述 (5)2.1.3 方案选择 (5)2.2 相关模块 (5)2.2.1 时钟信号模块 (5)2.2.2 节拍快慢控制模块 (6)2.2.3 彩灯控花型控制模块 (6)第三章彩灯控制的软件程序设计 (8)3.1 Modelsim软件介绍 (8)3.2 彩灯控制程序设计 (9)3.2.1 分频器程序 (9)3.2.2 数据选择器程序 (10)3.2.3 彩灯花样程序 (11)第四章仿真调试 (13)4.1 仿真过程 (13)4.2 仿真结果 (15)结论 (19)参考文献 (20)附录 (21)致谢 (28)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。
基于VHDL实现多路彩灯控制器设计应用关键词：VHDL 彩灯控制07通信工程本科班沈治文摘要：设计一个彩灯控制程序器。
可以实现四种花型循环变化，有复位开关。
整个系统共有三个输入信号CLK，RST，Sel，八个输出信号控制八个彩灯。
时钟信号CLK脉冲由系统的晶振产生。
各种不同花样彩灯的变换由Sel控制.此彩灯控制系统设定有四种花样变化，这四种花样可以进行切换，四种花样分别为:(1) 彩灯从左到右逐次闪亮。
（2）彩灯从左向右逐次点亮，且亮后不熄灭。
(3) 彩灯两边同时亮两个，然后逐次向中间点亮。
(4) 全部彩灯亮与熄灭交替。
Abstract: The design of a control program Lantern device. Four kinds of flowers can be achieved circulation change, reset switch. The whole system has three input signals CLK, RST, Sel, 8 output signal control 8 lights. The clock signal CLK pulses generated by the system of the crystal. Lanterns of different patterns of transformation controlled by Sel. The lights control system configuration there are four patterns change, four kinds of patterns can be switched, four kinds of patterns are as follows:(1) successive flashing lights from left to right.(2) successive lantern lit from left to right, and the light is not extinguished after.(3) The two bright lights on both sides at the same time, and then successively to the center light.(4) All lights turn bright and quenching在日常生活中，为了增加聚会或是过节氛围，经常要使用到彩灯循环点亮。
