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彩灯控制器设计及实验报告三篇篇一：多路彩灯控制器的设计一课程设计题目（与实习目的）（1）题目：多路彩灯控制器（2）实习目的：1．进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。
2．熟悉几种常用集成数字芯片，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。
3．了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。
4．培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。
5．作为课程实验与毕业设计的过度，课程设计为两者提供了一个桥梁。
二任务和要求实现彩灯控制的方法很多，如EPROM编程、RAM编程、单板机、单片机等，都可以组成大型彩灯控制系统。
因为本次实习要求设计的彩灯路数较少，且花型变换较为简单，故采用移位寄存器型彩灯控制电路。
（1）彩灯控制器设计要求设计一个8路移存型彩灯控制器，要求：1.彩灯实现快慢两种节拍的变换；2.8路彩灯能演示三种花型（花型自拟）；3.彩灯用发光二极管LED模拟；4.选做：用EPROM实现8路彩灯控制器，要求同上面的三点。
（2）课程设计的总体要求1．设计电路实现题目要求；2．电路在功能相当的情况下设计越简单越好；3.注意布线，要直角连接，选最短路径，不要相互交叉；4.注意用电安全，所加电压不能太高，以免烧坏芯片和面包板。
三总体方案的选择（1）总体方案的设计针对题目设计要求，经过分析与思考，拟定以下二种方案：方案一：总体电路共分三大块。
第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制及节拍控制；第三块实现时钟信号的产生。
主体框图如下：方案二：在方案一的基础上将整体电路分为四块。
第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制；第三块实现节拍控制；第四块实现时钟信号的产生。
并在部分电路的设计上与方案一采用了完全不同的方法，如花型的控制。
主体框图如下：（2）总体方案的选择方案一与方案二最大的不同就在，前者将花型控制与节拍控制两种功能融合在一起，是考虑到只要计数器就可以实现其全部功能的原因，且原理相对简单。
电工电子课程设计实验报告题目名称：彩灯控制器指导教师：姓名：学号：专业班级：日期：前言电子技术课程设计是配合电子技术基础课程与实验教学的一个非常重要的教学环节。
它是电气信息类专业学生的重要基础实践课，也是工科专业的必修课，能巩固电子技术的理论知识，提高电子电路的设计水平，加强综合分析问题和解决问题的能力，进一步培养学生的实验技能和动手能力，启发学生的创新意识及创新思维。
完成本次课程设计，对进行毕业设计及毕业后从事电子技术方面的工作都有很大的帮助。
近年来，由于集成电路的迅速发展，使得数字逻辑电路的设计发生了根本性的变化。
在设计中更多的使用中规模集成电路，不仅可以减少电路组件的数目，使电路简捷，而且能提高电路的可靠性，降低成本。
因此用集成电路来实现更多更复杂的器件功能则成为必然。
现代生活中，彩灯越来越成为人们的装饰品，它不仅能美化环境，渲染气氛，还可用于娱乐场所和电子玩具中，现以该课题为例进行分析与设计可编程的彩灯控制的电路很多，构成方式和采用的集成片种类、数目更是五花八门，而且有专门的可编程循环彩灯控制电路。
绝大多数的彩灯控制电路都是用数字电路来实现的，例如，用中规模集成电路实现的彩灯控制器主要用计数器，译码器，分配器和移位寄存器等集成。
本次设计的可编程彩灯控制电路就是用寄存器、计数器和译码器等来实现，其特点是用发光二极管显示，实现可预置编程循环功能。
目录前言 1一、课题设计任务及要求 .3二、设计目的 3三、优选设计方案 4四、整体设计思想及原理框图 5五、各模块设计与分析 61、脉冲发生电路 72、控制电路和译码电路 103、存储电路 124、数码管显示电路 .14六、元器件清单 15七、安装及调试中出现的问题和解决方法 15八、设计感想 17附录一、实验电路图 20二、实验电路连接图 .21三、参考文献 21一、课题设计任务及要求课题名称：可编程彩灯控制器设计任务及要求：通过对硬件编程，将图形、文字、动画存储在E2PROM中，通过计数器控制图形、文字、动画的地址，在利用显示矩阵显示出来。
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。
目录第1章 EDA介绍与彩灯控制器的设计方案 (2)1.1 EDA简介 (2)1.2系统设计要求 (2)第2章彩灯控制器的设计原理 (3)2.1设计方案 (3)2.2时序控制模块 (3)第3章程序设计和程序仿真图形分析 (5)3.1时序控制电路模块程序 (5)第4章硬件测试 (11)第5章心得体会 (12)参考文献 (13)第1章 EDA介绍与彩灯控制器的设计方案1.1 EDA简介EDA设计是一种新的电子设计方法,在现代电子设计中占有十分重要的地位。
为使广大初学者能尽快掌握EDA技术,我们以深入浅出的方法探索一种学习EDA技术的新方法。
EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。
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HDL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记性，减轻了设计者的劳动强度。
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设计可分为系统级、电路级和物理实现级。
EDA常用软件：EDA工具层出不穷，目前进入我国并具有广泛影响的EDA软件有：multiSIM7(原EWB的最新版本)、PSPICE、OrCAD、PCAD、Protel、Viewlogic、Mentor、Graphics、Synopsys、LSIIogic、Cadence、MicroSim，ISE，modelsim 等等。
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。
课程设计语言题目：多路彩灯控制器班级：电信10-2班姓名：李利旺学号：1006110209指导教师：徐维成绩：电子与信息工程学院信息与通信工程系目录1 设计任务与要求 (2)2 设计过程 (2)2.1 组成框图 (2)2.2 设计原理 (2)3 主要的VHDL源程序 (3)3.1 时序控制电路的VHDL源程序 (3)3.2 显示控制电路的VHDL源程序 (4)3.3 整个电路系统的VHDL源程序 (6)4 分析与总结 (7)5 心得体会 (8)多路彩灯控制器摘要：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。
它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。
本次设计是十六路彩灯控制器,现代生活中,彩灯已经成为必不可少的景观,本次设计本着与实际生活密切联系的原则,论述了使用VHDL设计十六路彩灯控制器的过程。
VHDL为设计提供了更大的灵活性，使程序具有更高的通用性。
同时也提高了设计的灵活性、可靠性和可扩展性,为大学生更好地认识社会提供了很好的机会。
关键字：电子设计自动化(EDA) VHDL 彩灯控制器1 设计任务与要求（1）要有六种不同的彩灯花型。
（2）多路花型可以自动变换循环往复。
（3）彩灯变幻的快慢接拍可以选择。
（4）可进行复位。
2 设计过程2.1 组成框图划分系统模块，规定每一个模块的功能以及各模块之间的接口，最终分为三大模块：16路花样彩灯显示器、时序控制器、整个电路系统，从而达到控制彩灯闪烁速度的快慢和花型的的变换，如图2.1所示。
图2.1 彩灯控制器组成框图Fig. 2.1 lantern controller block diagram2.2 设计原理时序控制电路SXKZ根据输入信号CKL_IN，CLR，CHOSE_KEY产生符合一定要求的、供显示控制电路XSKZ使用的控制时钟信号，而显示控制电路XSKZ则根据时序控制电路SXKZ输入的控制时钟信号，输出6种花形循环变化的、控制16路彩灯工作的控制信号，这些控制信号加上驱动电路一起控制彩灯工作。
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。
下载可编辑目录第一章绪论 (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).专业 .整理 .下载可编辑第一章绪论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。
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。
