八路彩燈控制程序

FPGA課程設計——8路彩燈控制程序2013年12月12日8路彩燈控制程序一、設計任務1.設計目的：(1)了解及掌握時序電路及組合電路的根本構(gòu)造常用數(shù)字電路〔2〕通過MOdelSim軟件編寫組合電路與時序電路混合的程序進展仿真和調(diào)試?！?〕74LS194移位存放器和74LS161計數(shù)器的使用。2.設計內(nèi)容：編寫一個8路彩燈控制程序，要求彩燈有以下3種演示花型?！?〕8路彩燈同時亮滅；〔2〕從左至右逐個亮〔每次只有1路亮〕；〔3〕8路彩燈每次4路亮，4路燈滅，且燈滅一樣，交替亮滅；在演示過程中，只有當一種花型演示完畢才能轉(zhuǎn)向其他演示花型。二、設計方案論證74LS161是四位二進制同步加數(shù)器,74LS194是一個4位雙向移位存放器,它具有左移,右移,保持,清零等邏輯功能，八路彩燈控制器通過利用雙向移位存放器74LS194的串行輸入,個并行輸8出端控制彩燈;雙向移位存放器74LS194的控制端S1=0,S0=1時,進展右移;S1=1,S0=0時,進展左移;十六位計數(shù)器74LS161可以從0000到1111進展計數(shù).利用十六位計數(shù)器74LS161的功能實現(xiàn)自動循環(huán).〔1〕8路彩燈同時亮滅:111111110000000011111111〔2〕從左至右逐個亮〔每次只有1路亮〕；111111110111111110111111110111111110111111110111111110111111110111111110〔3〕8路彩燈每次4路亮，4路燈滅，且燈滅一樣，交替亮滅111111110000111111110000三、構(gòu)造及其工作原理1.構(gòu)造框圖：2.電路的原理圖：3.電路工作原理：74LS161是四位二進制同步加數(shù)器,74LS194是一個4位雙向移位存放器,它具有左移,右移,保持,清零等邏輯功能,八路彩燈控制器通過利用雙向移位存放器74LS194的串行輸入,個并行輸8出端控制彩燈;雙向移位存放器74LS194的控制端S1=0,S0=1時,進展右移;S1=1,S0=0時,進展左移;十六位計數(shù)器74LS161可以從0000到1111進展計數(shù).利用十六位計數(shù)器74LS161的功能實現(xiàn)自動循環(huán).四、主要元件1.數(shù)字電路實驗箱1臺2.74LS161芯片1片3.74LS194芯片2片4.導線假設干五、仿真過程及結(jié)果新建工程及文件，分別添加設計程序及測試程序，進展編譯及糾錯，編譯通過后運行程序仿真進展調(diào)試得出結(jié)果。設計模塊：modulecaideng(clk,ledout,reset);inputreset,clk;output[7:0]ledout;integeri;reg[7:0]ledout;reg[2:0]count;reg[4:0]count2;regclkflag;reg[1:0]in;always(posedgeclk)beginif(!reset)count<=0;elseif(count<=3)beginclkflag<=0;count<=count+1;endelseif(count<7)beginclkflag<=1;count<=count+1;endelseif(count==7)beginclkflag<=1;count<=0;endelsebeginclkflag<=1;count<=count+1;endendalways(posedgeclk)beginif(!reset)count2<=0;elseif(count2<=7)beginin<=2'b00;count2<=count2+1;endelseif(count2<=15)beginin<=2'b01;count2<=count2+1;endelseif(count2<23)beginin<=2'b10;count2<=count2+1;endelseif(count2==23)beginin<=2'b10;count2<=0;endelsebeginin<=2'bZZ;count2<=0;endendalways(clkflagorcountorinorreset)if(!reset)ledout<=8'h00;elsebegincase(in)2'b00:if(clkflag)ledout=8'hFF;elseledout=8'h00;2'b01:case(count)'h0:ledout=8'h80;'h1:ledout=8'h40;'h2:ledout=8'h20;'h3:ledout=8'h10;'h4:ledout=8'h08;'h5:ledout=8'h04;'h6:ledout=8'h02;'h7:ledout=8'h01;default:ledout=8'h00;endcase2'b10:if(clkflag)ledout=8'hAA;elseledout=8'h55;default:ledout=8'h00;endcaseendendmodule六、電路安裝與調(diào)試測試模塊：timescale1ns∕1nsmoduletestbench;regclk,reset;wire[7:0]ledout;caidengled_inst(clk,ledout,reset);initialbeginreset=1'b1;10reset=1'b0;40reset=1'b1;endinitialbeginclk=1'b0;forever10clk=~clk;endEndmodule七、課程設計體會通過整個電路設計與制作的整個過程,掌握了組裝與調(diào)試方法.熟悉了中,小規(guī)模集成電路的使用.通過理論與實踐的結(jié)合,進一步深入的體會到一種學習的方法,特別是對與電子設計方面.首先要明確總體的設計方案與方法;其次是對各個局部進展設計與改進;最后將各個局部整合在一起進展比較,觀察.在流水燈實驗設計當中遇到的首要問題有三個:一是電路的總體設計問題;二是電路的焊接問題;三是電路的調(diào)試問題.基于所學數(shù)字電路知識的局限性,在選擇元器件方面有所困難,開場無從下手應該確定使用何種元件.通過查找資料等過程首先確定了元件,從而確定了總電路圖.由于初次進展焊接工作,所以在電路焊接的時候造成了許多虛焊,導致電路無法正常運行.加重了電路調(diào)試的作業(yè)量.總的來說,流水燈的課程設計有利于培養(yǎng)我們對電子設計的興趣