彩燈顯示控制一

1、燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)燕山大學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)題目： 彩燈顯示控制一 學(xué)院（系）：電氣工程學(xué)院 年級(jí)專(zhuān)業(yè)： 2011級(jí)應(yīng)用電子 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 鄭兆兆 李婷 教師職稱(chēng)： 實(shí)驗(yàn)師 實(shí)驗(yàn)師 燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)院（系）：電氣工程學(xué)院 基層教學(xué)單位：電子實(shí)驗(yàn)中心 學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名專(zhuān)業(yè)（班級(jí)）應(yīng)用電子設(shè)計(jì)題目彩燈顯示控制一設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)有8個(gè)LED，L1、L2L8，顯示方式為先奇數(shù)燈（L1開(kāi)始）依次滅，再偶數(shù)燈滅，再由L1到L8依次滅； 顯示間隔為1s和2s可調(diào)。循環(huán)一次提示音間歇蜂鳴5秒。數(shù)碼管計(jì)數(shù)顯示循環(huán)次數(shù)。循環(huán)10次停止工作。設(shè)計(jì)要求控制

2、“指示燈L1-L8”；控制時(shí)鐘頻率以滿足顯示間隔要求。用動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示。蜂鳴器實(shí)現(xiàn)提示音。工作量學(xué)會(huì)使用Max+PlusII軟件、Verilog HDL語(yǔ)言和實(shí)驗(yàn)箱；獨(dú)立完成電路設(shè)計(jì)，編程下載、連接電路和調(diào)試；參加答辯并書(shū)寫(xiě)任務(wù)書(shū)。工作計(jì)劃1. 了解EDA的基本知識(shí)，學(xué)習(xí)使用軟件Max+PlusII，下發(fā)任務(wù)書(shū)，開(kāi)始電路設(shè)計(jì)；2. 學(xué)習(xí)Verilog HDL語(yǔ)言，用Verilog HDL進(jìn)行程序設(shè)計(jì)3. 學(xué)習(xí)使用實(shí)驗(yàn)箱，繼續(xù)電路設(shè)計(jì)；4. 完成電路設(shè)計(jì)；5. 編程下載、連接電路、調(diào)試和驗(yàn)收；6. 答辯并書(shū)寫(xiě)任務(wù)書(shū)。參考資料數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).閻石主編.高等教育出版社.EDA課程設(shè)計(jì)A指導(dǎo)書(shū).鄭兆

3、兆等編.指導(dǎo)教師簽字鄭兆兆 李婷基層教學(xué)單位主任簽字李鑫濱 2014年1月10號(hào)目錄第一章 彩燈顯示控制一設(shè)計(jì)說(shuō)明.41.1 設(shè)計(jì)思路.41.2 模塊介紹.41.3 真值表.5 1.4 原理圖.6第二章 Verilog HDL設(shè)計(jì)源程序 .6第三章 波形仿真圖.12第四章 管腳鎖定及硬件連線.15第五章 總結(jié).16 參考文獻(xiàn).17評(píng)審意見(jiàn)表.18第一章 彩燈顯示控制一設(shè)計(jì)說(shuō)明1.1設(shè)計(jì)思路 本課程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了對(duì)彩燈顯示控制的設(shè)計(jì)。LED，L1、L2L8，顯示方式為先奇數(shù)燈（L1開(kāi)始）依次滅，再偶數(shù)燈滅，再由L1到L8依次滅， 循環(huán)一次提示音蜂鳴5秒。數(shù)碼管計(jì)數(shù)顯示循環(huán)次數(shù)。循環(huán)10次停止工作，顯

4、示間隔為1s和2s可調(diào)。 根據(jù)任務(wù)書(shū)的要求，在程序中使用開(kāi)關(guān)從兩個(gè)頻率中選擇一個(gè)作為時(shí)鐘信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)顯示時(shí)間間隔可調(diào)。在用計(jì)數(shù)器記錄彩燈顯示的17種狀態(tài)的輸入輸出，從而實(shí)現(xiàn)彩燈的點(diǎn)亮控制。每次循環(huán)結(jié)束，記一次數(shù)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)次數(shù)的記錄，使其在數(shù)碼管上顯示數(shù)值。每次循環(huán)結(jié)束，蜂鳴器高電平，5秒后蜂鳴器低電平。1.2 模塊介紹本次設(shè)計(jì)包括了CLK1,CLK2,CLKH,switch,四個(gè)輸入和LED, GE,SS, FM四個(gè)輸出。其中三個(gè)時(shí)鐘頻率CLK1，CLK2，CLKH，一個(gè)開(kāi)關(guān)switch作為選擇時(shí)鐘信號(hào)。輸出LED為八位，7為高位，0為低位，所對(duì)應(yīng)紅色信號(hào)指示燈組L1-L8。輸出SS為三位，

5、2為高位，0為低位，為動(dòng)態(tài)數(shù)碼管的位選信號(hào)。輸出GE為七位，6為高位，0為低位。所對(duì)應(yīng)的段選信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的輸出。程序還將用到動(dòng)態(tài)數(shù)碼管和蜂鳴器。頻率選擇：CLK1：0.5HZ，CLK21HZ，CLKH4096HZ。開(kāi)關(guān)：switch為高時(shí)CLK1作為時(shí)鐘信號(hào)，switch為低時(shí)CLK2作為時(shí)鐘信號(hào)。 紅色信號(hào)指示燈由A的狀態(tài)決定L0-L7的不同變化。 動(dòng)態(tài)數(shù)碼管：通過(guò)高頻時(shí)鐘信號(hào)CLKH，使M在0和1間高速變換，從而使片選信號(hào)SS在01和00間快速的變化。由循環(huán)次數(shù)SHU為敏感信號(hào)通過(guò)CASE語(yǔ)句對(duì)GE進(jìn)行賦值，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)數(shù)碼管的顯示。蜂鳴器：已CLK2為敏感信號(hào)，通過(guò)進(jìn)位輸出C=1時(shí)使

6、FM=1并通過(guò)QQ進(jìn)入5秒倒計(jì)時(shí)。5秒后FM=0。當(dāng)下次C=1時(shí)，重復(fù)上述步驟。第 15 頁(yè) 共 20 頁(yè)1.3真值表1.31:彩燈顯示真值表AA4A3A2A1A0LED7LED6LED5LED4LED3LED2LED1LED0000000111111111000011111111020001011111010300011111010104001001010101050010110101000600111101000007001111000000080100000000000901001111111111001010111111101101011111111001201100111110001

7、30110111110000140111011100000150111111000000161000010000000171000100000000132：數(shù)碼管顯示真值表輸入輸出輸入輸出SS2SS1SS0SHUG6G5G4G3G2G1G0字型SS2SS1SS0SHUG6G5G4G3G2G1G0字型000000001111110001000001111110000000101111110001000100001101000001001111110001001010110112000001101111110001001110011113000010001111110001010011001104

8、0000101011111100010101110110150000110011111100010110111110160000111011111100010111000011170001000011111100011000111111180001001011111100011001110111190001010000011010011010011111101.4 原理圖第2章 Verilog HDL設(shè)計(jì)源程序module zcz(switch,CLK1,CLK2,CLKH,LED,GE,SS,FM);input CLK1,CLK2,CLKH; /定義三個(gè)時(shí)鐘頻率CLK1：0.5HZ CLKH

9、4096HZ CLK21HZinput switch;output FM;output 6:0GE;output 7:0LED;output 2:0SS;reg FM;reg C;wire CLK;reg6:0GE;reg4:0SHU;reg4:0A;reg7:0LED;reg 2:0QQ;reg M;reg 2:0SS;assign CLK=(switch&CLK1)|(switch&CLK2);/switch開(kāi)關(guān)控制LED顯示頻率always(posedge CLK) /A的記數(shù)摸塊begin if (A=17) begin A=5d0; SHU=SHU+1; C=1b1; end els

10、e if (SHU=10) begin SHU=10; A=5d0; C=d0; end else begin SHU=SHU; A=A+1b1; C=0; endendalways(A) /紅色信號(hào)燈控制模塊begin case(A)0:LED=b11111111;1:LED=b11111110;2:LED=b11111010;3:LED=b11101010;4:LED=b10101010;5:LED=b10101000;6:LED=b10100000;7:LED=b10000000;8:LED=b00000000;9:LED=b11111111;10:LED=b11111110;11:LE

11、D=b11111100;12:LED=b11111000;13:LED=b11110000;14:LED=b11100000;15:LED=b11000000;16:LED=b10000000;17:LED=b00000000;endcaseendalways(posedge CLKH) /動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示模塊beginM=M+1;if(M=0)begin SS=3b001; case(SHU)0:GE=7b0111111;1:GE=7b0000110;2:GE=7b1011011;3:GE=7b1001111;4:GE=7b1100110;5:GE=7b1101101;6:GE=7b11111

12、01;7:GE=7b0000111;8:GE=7b1111111;9:GE=7b1101111;10:GE=7b0111111;endcaseendelsebeginSS=3b000;case(SHU)0:GE=7b0111111;1:GE=7b0111111;2:GE=7b0111111;3:GE=7b0111111;4:GE=7b0111111;5:GE=7b0111111;6:GE=7b0111111;7:GE=7b0111111;8:GE=7b0111111;9:GE=7b0111111;10:GE=7b0000110;endcaseendendalways(posedge CLK2)

13、 /蜂鳴器模塊begin if(C)FM=1;if(FM=1) begin if(QQ5) QQ=QQ+1; else begin QQ=0;FM=0; end endendendmodule第三章 波形仿真圖例題波形仿真圖：cnt_dec7s波形仿真圖cnt4e 波形仿真圖dec7s波形仿真圖課設(shè)波形仿真圖：1 .下圖為彩燈10次循環(huán)的波形仿真圖。由switch通過(guò)控制CLK1：0.5HZ，CLK2:1HZ來(lái)調(diào)節(jié)時(shí)間間隔。當(dāng)switch為高電平時(shí)CLK1提供時(shí)鐘信號(hào)顯示間隔為2s，當(dāng)switch為低電平時(shí)CLK2提供時(shí)鐘信號(hào)顯示間隔為1s。蜂鳴信號(hào)FM在每次循環(huán)結(jié)束時(shí)，有5s高電平。圖一為時(shí)

14、間間隔為2s時(shí)圖形，圖二為時(shí)間間隔為1s時(shí)圖形。 圖一圖二2.圖三是彩燈循環(huán)一次的波形仿真圖，每循環(huán)一次FM輸出5秒高電平即蜂鳴器響五秒。LED0LED7分別和紅色信號(hào)指示燈組 L1L8相連，高電平時(shí)指示燈亮。圖三3圖四為數(shù)碼管的顯示，此圖是循環(huán)一次后，CLKH:4096HZ提供高頻率的信號(hào)，使SS快速在000和001之間變化，數(shù)碼管此時(shí)顯示01。 圖四第四章 管腳鎖定及硬件連線4.1 管腳鎖定switch PIN39CLK1 PIN197 CLKH2 PIN192CLKH PIN195FM PIN38SS0 PIN177SS1 PIN187SS2 PIN190GE0 PIN93GE1 PIN

15、90GE2 PIN88GE3 PIN86GE4 PIN83GE5 PIN92GE6 PIN89LED0 PIN12LED1 PIN13LED2 PIN14LED3 PIN15LED4 PIN17LED5 PIN18LED6 PIN19LED7 PIN244.2硬件連線 PIN197 低頻率組A 22PIN195 中頻率組C 9PIN192 低頻率組B 21PIN177 數(shù)碼管位控信號(hào)SS0PIN187 數(shù)碼管位控信號(hào)SS1 PIN190 數(shù)碼管位控信號(hào)SS2PIN93 數(shù)碼管段位引線信號(hào)接線組APIN90 數(shù)碼管段位引線信號(hào)接線組BPIN88 數(shù)碼管段位引線信號(hào)接線組CPIN86 數(shù)碼管段位引

16、線信號(hào)接線組DPIN83 數(shù)碼管段位引線信號(hào)接線組EPIN92 數(shù)碼管段位引線信號(hào)接線組FPIN89 數(shù)碼管段位引線信號(hào)接線組GPIN12 紅色信號(hào)指示燈組 L1PIN13 紅色信號(hào)指示燈組 L2PIN14 紅色信號(hào)指示燈組 L3PIN15 紅色信號(hào)指示燈組 L4PIN17 紅色信號(hào)指示燈組 L5PIN18 紅色信號(hào)指示燈組 L6PIN19 紅色信號(hào)指示燈組 L7PIN24 紅色信號(hào)指示燈組 L8第5章 總結(jié) 在這次為期兩周的課程設(shè)計(jì)中，我從一開(kāi)始的懵懵懂懂到完成最終的題目的設(shè)計(jì)以及下箱。在這個(gè)過(guò)程中我收獲了很多，尤其是編程部分一開(kāi)始感覺(jué)很多語(yǔ)法都不會(huì)，寫(xiě)完之后調(diào)試出現(xiàn)了許多錯(cuò)誤，當(dāng)時(shí)就有點(diǎn)崩

17、潰的感覺(jué)，不過(guò)還好的是在老師和同學(xué)的幫助下最終完成了程序的設(shè)計(jì)。 總的來(lái)說(shuō)，在這次的課程設(shè)計(jì)，我受益頗多。不僅在老師的指導(dǎo)下學(xué)會(huì)軟件MAX+plus的基礎(chǔ)使用方法,鍛煉了我們動(dòng)手動(dòng)腦能力，也使我懂得了理論和實(shí)踐相結(jié)合的重要性。光有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，要把所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，來(lái)能提高自己的實(shí)際動(dòng)手和獨(dú)立思考能力。在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到問(wèn)題是，我們要有耐心地查找錯(cuò)誤，不能慌亂，才能找到問(wèn)題的所在并解決。在我的努力同學(xué)的幫助一集指導(dǎo)老師的指引下我圓滿地完成了彩燈顯示控制一的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)目的。 最后我要對(duì)指導(dǎo)老師不耐其煩的悉心指導(dǎo)和同學(xué)的幫助表示衷心的感謝！參考文獻(xiàn) 1 強(qiáng)錫富. 傳感器. 機(jī)械工業(yè)出版社，2001年 2 李科杰. 新編傳感器技術(shù)手冊(cè). 國(guó)防工業(yè)出版社，2002年3 賈伯年. 傳感器技術(shù). 東南大學(xué)出版社，1992年4 楊寶清.孫寶元. 傳感器及其應(yīng)用手冊(cè). 2004年5 單成祥. 傳感器的