八路彩燈控制程序

1、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基本結構常用數(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行仿真和調(diào)試。(3)74LS194移位寄存器和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。(1) 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，且燈滅相同，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

2、加數(shù)器，74LS194是一個4位雙向移位寄存器，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寄存器74LS194的串行輸時,進行右入，個并行輸8出端控制彩燈；雙向移位寄存器74LS194的控制端S1=0,S0=1進行計數(shù).移；S1=1,S0=0 時,進行左移；十六位計數(shù)器 74LS161可以從0000至U 1111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);111111110111111110111111110111111110111111110

3、111111110111111110111111110(3) 8路彩燈每次4路亮，4路燈滅，且燈滅相同，交替亮滅111111110000111111110000三、結構及其工作原理1.結構框圖: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位雙向移位寄存器，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寄存器74LS194的串行輸入,個并行輸8出端控制彩燈；雙向移位寄存器 74LS194的控制端S1=0,S0=1時，進行右移;S1=1,S0=0 時,進行左移；十六位計數(shù)器 74LS161可以從0000至U 1111進

4、行計數(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2.74LS161 芯片3.74LS194 芯片4. 導線若干五、仿真過程及結果新建工程及文件，分別添加設計程序及測試程序，進行編譯及糾錯，編譯通過后運行程 序仿真進行調(diào)試得出結果。設計模塊:module caide ng(clk,ledout,reset);input reset,clk;out put7:0 ledout;in teger i;reg7:0 ledout;reg2:0 count;reg4:0 cou nt2;reg clkflag;reg1:0 in;always (p osedge

5、clk)beg inif(!reset)coun t<=0;else if(co un t<=3)beg inclkflag<=0;coun t<=co un t+1;endelse if(co un t<7)beg inclkflag<=1;coun tv=co un t+1;endelse if(co un t=7)beg inclkflagv=1;coun t<=0;endelsebeg inclkflag<=1;coun t<=co un t+1;endendalways (p osedge clk)beg inif(!reset)

6、 coun t2<=0;else if(co un t2<=7)beg ini*=2'b00;coun t2<=co un t2+1;endelse if(cou nt2v=15)beg inin v=2'b01;coun t2v=co un t2+1;endelse if(cou nt2v23)beg ini*=2'b10;coun t2<=co un t2+1;endelse if(cou nt2=23)beg ini*=2'b10;coun t2<=0;endelsebeg inin <=2'bZ Z;coun

7、t2<=0;endendalways(clkflag or count or in or reset)if(!reset)Iedoutv=8'h00;elsebeg incase(i n)2'b00: if(clkflag) Iedout=8'hFF;else Iedout=8'h00;2'b01:case(co unt)'h0:ledout=8'h80;'h1:ledout=8'h40;'h2:ledout=8'h20;'h3:ledout=8'h10;'h4:ledout=

8、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;else ledout=8'h55;default: ledout=8'h00;endcaseenden dmodule六、電路安裝與調(diào)試測試模塊:'timescale 1ns/1nsmodule testbe nch;reg clkjeset;wire 7:0

9、 ledout;caide ng led_i nst(clk,ledout,reset);in itialbeg inreset=1'b1;#10 reset=1'b0;#40 reset=1'b1;endin itialbeg inclk=1'b0;forever #10 clk=clk;endEn dmodule» Q * 血噬 i ; J兇 o 函li| 雖驗，Ml 4 L ill « c I rj tj a 喪 t 1 i s i pimjjfV 土堂丨g 占占L呻k 2 £ 為-餐 3M S r匸 、,: .1 r.; R

10、；.nJ；“ :mnnn rpjuuuUuuiJuyirjVLr in r.- n.r : t ji- R'/.r. 1二R'nf.-|r.i1 * 即電0*n；：Rp£ 止咚 3teWiy；-gmiLlH：lYT p E :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；其次是對各個部分進行設計與改進;最后將各 個部分整合在一起進行比較，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，開始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.由于初次進行焊接工作，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)