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EDA课程设计--多功能彩灯

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第一章绪论 (2)1.1系统背景 (2)1.1.1 EDA技术的特点以及在电子技术中的应用 (2)a. EDA技术的特点： (2)b. EDA技术的发展趋势： (2)c. EDA技术的设计流程: (3)1.1.2设计内容和目标 (3)a.设计主要内容和任务： (3)b.目标： (3)第二章系统电路设计 (3)2.1 系统总体设计框架结构 (3)2.2 系统实验电路结构图NO.9 (4)2.3仿真软件总电路 (4)第三章系统软件设计 (4)3.1 系统程序设计 (4)3.1.1分频电路程序 (4)3.1.2彩灯显示程序 (5)3.2仿真波形图 (9)第四章实验结果和分析 (9)4.1 实验使用的仪器设备 (9)4.2 测试结果分析 (9)结束语 (10)第一章绪论1.1系统背景1.1.1 EDA技术的特点以及在电子技术中的应用a. EDA技术的特点：EDA技术是在电子CAD技术基础上发展起来的计算机软件系统，是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。

电子设计自动化工程是近几年迅速发展起来的计算机软件、硬件、微电子交叉的现代电子设计学科，它是以EDA软件工具为开发环境，以硬件描述语言为设计语言，以可编程器件为实验载体，以专用集成电路(ASIC)、片上系统(SOC)芯片为器件目标，以电子系统设计为应用方向的电子产品自动化设计过程[1]。

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版图的整个过程在计算机上自动处理完成。

现代EDA技术是采用高级语言描述，具有系统级仿真和综合能力，它主要采用并行工程(Concurrent Engineering)设计和自顶向下(Top-down)设计方法，其基本思想是从系统总体要求出发，分为行为描述、寄存器传输级描述、逻辑综合三个层次，将设计内容逐步细化，最后完成整体设计，这是一种全新的设计思想与设计理念。

b. EDA技术的发展趋势：进入21世纪，全定制和定制专用集成电路正成为新的发展热点，专用集成电路的设计与应用必须依靠专门的EDA工具，因此EDA技术在功能仿真、时序分析、集成电路自动测试、高速印刷电路板设计及操作平台的扩展等方面都面临着新的巨大的挑战。

EDA技术目前正处于高速发展阶段，每年都有新的EDA工具问世，我国EDA 技术的应用水平长期落后于发达国家，因此，广大电子工程人员应该尽早掌握这一先进技术，这不仅是提高设计效率的需要，更是我国电子工业在世界市场上生存、竞争与发展的需要。

c. EDA技术的设计流程:EDA技术是将传统的“电路设计——硬件搭试——调试焊接”模式变为“功能设计——软件模拟——编程下载”方式，设计人员只需一台微机和相应的开发工具即可研制出各种功能电路。

EDA技术将电子产品设计从软件编译、逻辑化简、逻辑综合、仿真优化、布局布线、逻辑适配、逻辑影射、编程下载、生成目标系统的全过程在计算机及其开发平台上自动处理完成。

1.1.2设计内容和目标a.设计主要内容和任务：完成EDA最小系统板设计与制作，在此基础上通过编程设计多功能彩灯设计。

b.目标：具有分频功能，可以控制彩灯闪烁频率。

例如8分频、4分频、2分频。

具有至少3路以上的彩灯花样。

按照一定的时间间隔和既定的顺序亮灭。

第二章系统电路设计2.1 系统总体设计框架结构本实验设计并制作一个基于ACEX1K ,P1K30TC144-2芯片的多功能彩灯。

系统电路结构框图如图所示。

按键1控制四选一电路，可以选择不同的时钟频率。

按错误！未找到索引项。

本次设计系统可分为控制部分和显示部分，其中，控制部分包括功能按键模块和四选一模块等，显示部分主要指LED显示模块。

这些单元电路也主要通过EDA芯片来调控其共同工作。

2.2 系统实验电路结构图NO.92.3仿真软件总电路第三章系统软件设计3.1 系统程序设计3.1.1分频电路程序LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY fp ISport(clk_in:in std_logic;s:in std_logic_vector(3 downto 0);clk_out:out std_logic);end entity fp;architecture one of fp isSIGNAL div8clk,div4clk,div2clk:STD_LOGIC;BEGINPROCESS(CLK_IN)BEGINIF clk_in'EVENT AND clk_in='1' THENdiv2clk<=not div2clk;END IF;END PROCESS;PROCESS(div2clk)BEGINIF div2clk'EVENT AND div2clk='1' THENdiv4clk<=not div4clk;END IF;END PROCESS;PROCESS(div4clk)BEGINIF div4clk'EVENT AND div4clk='1' THENdiv8clk<=not div8clk;END IF;END PROCESS;process(clk_in)beginif s="0000" thenCLK_out<=div8clk;elsif s="0001" thenCLK_out<=div4clk;elsif s="0010" thenCLK_out<=div2clk;elsif s="0011" thenCLK_out<=clk_in;end if;end process;END ARCHITECTURE ONE;3.1.2彩灯显示程序library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity cd1 isport(clk:in std_logic;selmode:in std_logic_vector(3 DOWNTO 0);--彩灯花样控制led:out std_logic_vector(15 downto 0));end;architecture one of cd1 isbeginprocess(clk)variable QA:std_logic_vector(5 downto 0);beginif clk'event and clk='1' thenif qa="110011" then qa:="000000";else QA:=QA+1;end if;end if;if selmode="0000" thencase QA(3 downto 0) is ---跑马灯when "0000"=>LED<="0000000000000001";when "0001"=>LED<="0000000000000010";when "0010"=>LED<="0000000000000100";when "0011"=>LED<="0000000000001000";when "0100"=>LED<="0000000000010000";when "0101"=>LED<="0000000000100000";when "0110"=>LED<="0000000001000000";when "0111"=>LED<="0000000010000000";when "1000"=>LED<="0000000100000000";when "1001"=>LED<="0000001000000000";when "1010"=>LED<="0000010000000000";when "1011"=>LED<="0000100000000000";when "1100"=>LED<="0001000000000000";when "1101"=>LED<="0010000000000000";when "1110"=>LED<="0100000000000000";when "1111"=>LED<="1000000000000000";when others=>NULL;end case;elsif selmode="0001" then --第一种彩灯花样的程序case QA(3 downto 0) iswhen "0000"=>LED<="1000000000000001";when "0001"=>LED<="1100000000000011";when "0010"=>LED<="1110000000000111";when "0011"=>LED<="1111000000001111";when "0100"=>LED<="1111100000011111";when "0101"=>LED<="1111110000111111";when "0110"=>LED<="1111111001111111";when "0111"=>LED<="1111111111111111";when "1000"=>LED<="1111111001111111";when "1001"=>LED<="1111110000111111";when "1010"=>LED<="1111100000011111";when "1011"=>LED<="1111000000001111";when "1100"=>LED<="1110000000000111";when "1101"=>LED<="1100000000000011";when "1110"=>LED<="1000000000000001";when others=>LED<="0000000000000000";end case;elsif selmode="0010" then -- 第二种彩灯花样的程序case QA(1 downto 0) iswhen "00"=>LED<="1000000110000001";when "01"=>LED<="1100001111000011";when "10"=>LED<="1110011111100111";when "11"=>LED<="1111111111111111";when others=>LED<="0000000000000000";end case;elsif selmode="0011" then --第三种彩灯花样的程序case QA(3 downto 0) iswhen "0000"=>LED<="1100000000000011";when "0001"=>LED<="0110000000000110";when "0010"=>LED<="0011000000001100";when "0011"=>LED<="0001100000011000";when "0100"=>LED<="0000110000110000";when "0101"=>LED<="0000011001100000";when "0110"=>LED<="0000001111000000";when "0111"=>LED<="0000011001100000";when "1000"=>LED<="0000110000110000";when "1001"=>LED<="0001100000011000";when "1010"=>LED<="0011000000001100";when "1011"=>LED<="0110000000000110";when "1100"=>LED<="1100000000000011";when others=>LED<="0000000000000000";end case;elsif selmode="0100" then -- 第四种彩灯花样的程序case QA(1 downto 0) iswhen "00"=>LED<="0001100000011000";when "01"=>LED<="0011110000111100";when "10"=>LED<="0111111001111110";when "11"=>LED<="1111111111111111";when others=>LED<="0000000000000000";end case;elsif selmode="0101" then --第五种彩灯花样的程序case QA iswhen "000000"=>LED<="0000000000000001";when "000001"=>LED<="0000000000000010";when "000010"=>LED<="0000000000000100";when "000011"=>LED<="0000000000001000";when "000100"=>LED<="0000000000010000";when "000101"=>LED<="0000000000100000";when "000110"=>LED<="0000000001000000";when "000111"=>LED<="0000000010000000";when "001000"=>LED<="0000000100000000";when "001001"=>LED<="0000001000000000";when "001010"=>LED<="0000010000000000";when "001011"=>LED<="0000100000000000";when "001100"=>LED<="0001000000000000";when "001101"=>LED<="0010000000000000";when "001110"=>LED<="0100000000000000";when "001111"=>LED<="1000000000000000"; when "010000"=>LED<="1000000000000001"; when "010001"=>LED<="1100000000000011"; when "010010"=>LED<="1110000000000111"; when "010011"=>LED<="1111000000001111"; when "010100"=>LED<="1111100000011111"; when "010101"=>LED<="1111110000111111"; when "010110"=>LED<="1111111001111111"; when "010111"=>LED<="1111111111111111"; when "011000"=>LED<="1111111001111111"; when "011001"=>LED<="1111110000111111"; when "011010"=>LED<="1111100000011111"; when "011011"=>LED<="1111000000001111"; when "011100"=>LED<="1110000000000111"; when "011101"=>LED<="1100000000000011"; when "011110"=>LED<="1000000000000001"; when "011111"=>LED<="1000000110000001"; when "100000"=>LED<="1100001111000011"; when "100001"=>LED<="1110011111100111"; when "100010"=>LED<="1111111111111111"; when "100011"=>LED<="1100000000000011"; when "100100"=>LED<="0110000000000110"; when "100101"=>LED<="0011000000001100"; when "100110"=>LED<="0001100000011000"; when "100111"=>LED<="0000110000110000"; when "101000"=>LED<="0000011001100000"; when "101001"=>LED<="0000001111000000"; when "101010"=>LED<="0000011001100000"; when "101011"=>LED<="0000110000110000"; when "101100"=>LED<="0001100000011000";when "101101"=>LED<="0011000000001100";when "101110"=>LED<="0110000000000110";when "101111"=>LED<="1100000000000011";when"110000"=>LED<="0001100000011000";when "110001"=>LED<="0011110000111100";when "110010"=>LED<="0111111001111110";when "110011"=>LED<="1111111111111111";when others=>LED<="0000000000000000";end case;end if;end process;end;3.2仿真波形图分频电路：彩灯显示电路：第四章实验结果和分析4.1 实验使用的仪器设备计算机，实验箱4.2 测试结果分析首先将程序调入实验箱中进行仿真，按键1切换时钟频率，按键2切换彩灯花样按键1=0: 8分频按键1=1: 4分频按键1=2: 2分频按键1=3: 不分频按键2=0: 跑马灯按键2=1:彩灯两边同时亮两个，然后逐次向中间点亮。

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EDA课程设计,16路花样彩灯

EDA课程设计,16路花样彩灯

——EDA课程设计报告16路花样彩灯设计专业年级：电子信息工程2010级学生姓名：安亮学号：12010248258指导教师：杨泽林第一章绪论1.1系统背景EDA代表了当今电子设计技术的最新发展方向，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版图的整个过程在汁算机上自动处理完成。

设计者采用的设计方法是一种高层次的“自顶向下”的全新设计方法，这种设汁方法首先从系统设计人手，在顶层进行功能方框图的划分和结构设计。

在方框图一级进行仿真、纠错．并用硬件描述语言对高层次的系统行为进行描述，在系统一级进行驶证。

然后，用综合优化工具生成具体门电路的网络表，其对应的物理实现级可以是印刷电路板或专用集成电路(ASIC)。

设计者的工作仅限于利用软件的方式，即利用硬件描述语言和EDA软件来完成对系统硬件功能的实现。

由于设计的主要仿真和调试过程是在高层次上完成的，这既有利于早期发现结构设计上的错误，避免设计工作的浪费，又减少了逻辑功能仿真的工作量，提高了设计的一次性成功率。

由于现代电子产品的复杂度和集成度的日益提高，一般分离的中小规模集成电路组合已不能满足要求，电路设计逐步地从中小规模芯片转为大规模、超大规模芯片，具有高速度、高集成度、低功耗的可编程朋IC器件已蓬勃发展起来。

在EDA技术中所用的大规模、超大规模芯片被称为可编程ASIC芯片，这些可编程逻辑器件自70年代以来，经历了CPm、IzPGA、CPLD、FPGA几个发展阶段，其中CPm(复杂可编程逻辑器件)／IzPGA(现场可编程逻辑器件)肩高密度可编程逻辑器件，目前集成度已高达200万门／片以上，它将掩模ASIC集成度高的优点和可编程逻辑器件设计生产方便的特点结合在一起，特别适合于样品研制或小批量产品开发，使产品能以最快的速度上市，而当市场扩大时，它可以很容易地转由掩模ASIC实现，因此开发风险也大为降低。

电路多功能彩灯课程设计

电路多功能彩灯课程设计

电路多功能彩灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握电路基础知识，包括电路元件、电路图识别以及电路连接方式。

2. 学生能了解并阐述多功能彩灯电路的工作原理及其在生活中的应用。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计并制作一个简单的电路多功能彩灯。

2. 学生能够通过实际操作，培养动手能力、问题解决能力和团队协作能力。

情感态度价值观目标：1. 学生对电学产生兴趣，培养探索科学的精神，增强学习积极性。

2. 学生通过课程学习，认识到科技与生活的紧密联系，提高创新意识和实践能力。

3. 学生在团队协作中，学会尊重他人意见，培养良好的沟通能力和团队精神。

课程性质：本课程为实践性强的学科课程，结合物理知识与实际操作，提高学生的综合能力。

学生特点：六年级学生具备一定的认知能力和动手能力，对新鲜事物充满好奇心，善于合作。

教学要求：教师需引导学生将理论知识与实际操作相结合，注重培养学生的动手能力和创新能力，提高学生的问题解决能力。

在教学过程中，关注学生的个体差异，鼓励每个学生积极参与，确保课程目标的实现。

通过课程目标的分解，使学生在学习过程中取得具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。

二、教学内容1. 电路基础知识：包括电路元件（如电池、导线、开关、灯泡等）的功能和符号，电路图的识别，电路连接方式（串联和并联）。

相关教材章节：第四章第一节《电路元件及其符号》，第二节《电路图的认识》。

2. 多功能彩灯电路原理：介绍多功能彩灯电路的设计原理，包括控制电路、信号发生器、功率放大器等组成部分。

相关教材章节：第四章第三节《电路的应用实例》。

3. 实践操作：分组进行多功能彩灯的制作，引导学生运用所学知识，动手实践，培养实际操作能力。

相关教材章节：第四章实践活动《制作简单的电路应用》。

4. 评价与反思：对所制作的多功能彩灯进行评价，总结经验教训，提高问题解决能力。

教学内容安排与进度：- 第一课时：电路基础知识学习，认识电路元件和电路图。

多路彩灯控制器的设计

多路彩灯控制器的设计

河南科技学院新科学院电气工程系电子课程设计报告多路彩灯控制器的设计学生姓名：张永攀所学专业：电气工程及其自动化所在班级：126班完成时间：2014年5月16日多路彩灯控制器的设计摘要当今时代科技发展日异月新，彩灯作为一种景观应用越来越多。

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。

本次设计是八路彩灯控制器,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设计八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。

关键词：电子设计自动化(EDA)；EDA；彩灯控制器；Design of Multi-channel colored lantern controllerAbstractThe times on different scientific and technological development on new, lantern as an increasing number of landscape applications. In the field of electronic circuit design, electronic design automation (EDA) tools have become primary design tool. Its development to the design of electronic systems has brought a revolutionary change, EDA software design tools, hardware description language, programmable logic devices (PLD) allows the application of EDA technologies to spread. This design is 16 Light Controllers, modern life has become an essential landscape lights, this design closely in line with the principles of real life, discusses the use of VHDL design 16 Road lantern controller process. VHDL as the design provides greater flexibility to process a higher versatility. Also improve design flexibility, reliability and scalability for a better understanding of community college students a good opportunity.Key words：Electronic design automation (EDA); EDA; lantern controller目录绪论 (1)1 多路彩灯控制器任务和要求 (1)1.1多路彩灯控制器的任务 (1)1.2多路彩灯控制器的要求 (1)2多路彩灯控制器总体方案的选择 (1)2.1.多路彩灯控制器单元电路的设计 (2)2.1.1各个单元电路的具体实现 (2)2.2花型部分 (3)2.3花型控制电路 (4)3.1电路输入、输出信号波形 (7)3.2电路组装、调试问题及解决 (8)4结论 (8)参考文献 (10)致谢 (11)附录 (12)附录Ⅰ多路彩灯控制器花型控制电路 (12)附录Ⅱ多路彩灯控制器总体电路图 (13)绪论随着科学技术的发展以及人民生活水平的提高,在现代生活中, 彩灯作为一种装饰既可以增强人们的感观,起到广告宣传的作用,又可以增添节日气氛,为人们的生活增添亮丽。

数字电子技术课程设计-多功能彩灯

数字电子技术课程设计-多功能彩灯

1 综述本次数字电路课程设计内容是多功能彩灯控制器设计。

随着电子技术的快速发展尤其是数字技术的突飞猛进，多功能彩灯凭着简易，高效，稳定等特点得到普遍的应用。

在各种娱乐场所、店铺门面装饰、家居装潢、城市墙壁更是随处可见，与此同时，还有一些城市采用不同的彩灯打造属于自己的城市文明，塑造自己的城市魅力。

目前，多功能彩灯的种类有很多种，所以多功能彩灯控制器的设计具有相当的代表性。

多功能彩灯控制器设计就是设计一个循环可预置序列发生器，并用于控制彩灯的循环显示，不同的预置产生不同的视觉效果。

2 总体方案的设计与分析1．总体方案的设计经过分析问题及初步的整体思考，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：图2-1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：图2-22．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。

如此设计，其优点在于：设计思想比较简单。

元件种类使用少，且都较熟悉易于组装电路。

缺点则是：中间单元电路连线过于繁多，容易出错。

且可能出现线与线关系。

要避免这些，则势必造成门电路使用过多。

导致电路不稳定，抗干扰能力下降。

而方案二则将节拍控制电路与时钟信号电路两种功能融合在一块，利用两个不同频率的时钟信号交替提供脉冲输出，即可产生两种不同的节拍。

其优点在于只要用两个555构成的多谐振荡器和一个D触发器就能够产生两种时钟信号交替输出。

就这一块而言电路连线相对简单，又浅显易懂，所以我选择了方案二。

3.1.2 花型演示电路由二片移位寄存器194级联实现。