流水灯VHDL课程设计.doc

EDA技术实用教程课程设计设计题目：关于运用VHDL语言设计流水灯 学生姓名：卢志豪(200911611317) 李晓君(200911611309) 赵祖敬(200911611333) 所在班级：电子1093班所在专业：电子信息工程指导老师：郭晓云时间：2012-6-5至2012-6-12联系方式目录1、引言.2 1.1、设计的目的.2 1.2、设计的内容与要求.22、方案总体设计.2 2.1、DE2 板上资源及硬件布局.22.2、流水灯设计原理.22.3设计流程.3(1)实体部分.3(2)结构体部分.3(3)状态机部分.53、程序流程图.64、流水灯功能描述及说明.85.结束语.8 5.1 收获与体会.8 5.2 遇到的问题与解决方法.86、参考文献.97、附录.91、引言1.1设计的目的 本设计的主要目的是掌握流水灯的开发应用，掌握硬件DE2板和Quartus II9.0软件的应用，巩固和加深已学过的知识，提高动手能力及解决实际问题的能力，同时培养团队合作精神。1.2设计内容与要求（1）本设计是以DE2板为核心设计的一个程序，采用状态机的方法设计，在DE2板上有18个控键，对应于也有18个LED灯，每给控键一个上升沿的脉冲，那么LED灯就会转移到下一个状态，当复位时，LED灯又重新回到初始状态。（2）利用软件Quartus II9.0进行程序的调试。（3）利用DE2板调试程序，并在DE2板上加载程序进行仿真。（4）根据编程的程序，下载带DE2板上并进行修改。2、方案总体设计2.1、DE2 板上资源及硬件布局DE2 板硬件布局如图 2- 1 所示。2.2、流水灯设计原理设计电路图如图所示： 本设计是由手控开关来控制灯的跳转的，由18个控键来控制18个LED灯的跳转，也即18个状态，当有控键产生一个上升沿时，便会跳转到下一指定状态，也即下一个LED灯变亮。如此18个状态循环下去，除非复位按键按下去，再重新开始新一轮的变化。2.3设计流程（1）实体部分 实体描述了电路器件的外部情况及各信号端口的基本性质。ENTITY liushui ISPORT(CLK,RESET: IN STD_LOGIC;DATA1: OUT STD_LOGIC_VECTOR(17 DOWNTO 0);SW_IN: IN STD_LOGIC_VECTOR(17 DOWNTO 0);END liushui;（2）结构体部分 结构体负责描述电路器件的内部逻辑功能和电路结构。 ARCHITECTURE behav OF liushui ISTYPE STATES IS(S0,S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8,S9,S10,S11,S12,S13,S14,S15,S16,S17);SIGNAL PST: STATES :=S0;SIGNAL COUNT1: INTEGER RANGE 0 TO 100;SIGNAL DCLK_IN: STD_LOGIC;SIGNAL DIN: STD_LOGIC;BEGIN PROCESS(CLK,DIN,SW_IN)BEGINIF CLKEVENT AND CLK=1 THENCASE SW_IN ISWHEN 000000000000000001 = DIN DIN DIN DIN DIN DIN DIN DIN DIN DIN DIN DIN DIN DIN DIN DIN DIN DIN DIN = 0;END CASE;IF DIN = 1 THEN IF COUNT1 = 4 THEN COUNT1=COUNT1;ELSE COUNT1=COUNT1+1; END IF;IF COUNT1 = 3 THEN DCLK_IN = 1;ELSE DCLK_IN =0;END IF;ELSE COUNT1=0;END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(RESET,PST,DCLK_IN)BEGINIF RESET = 0 THEN PST PST= S1; DATA1 PST= S2; DATA1 PST= S3; DATA1 PST= S4; DATA1 PST= S5; DATA1 PST= S6; DATA1 PST= S7; DATA1 PST= S8; DATA1 PST= S9; DATA1 PST= S10; DATA1 PST= S11; DATA1 PST= S12; DATA1 PST= S13; DATA1 PST= S14; DATA1 PST= S15; DATA1 PST= S16; DATA1 PST= S17; DATA1 PST= S0; DATA1 PST PST= S1; DATA1 PST= S2; DATA1 PST= S3; DATA1 PST= S4; DATA1 PST= S5; DATA1 PST= S6; DATA1 PST= S7; DATA1 PST= S8; DATA1 PST= S9; DATA1 PST= S10; DATA1 PST= S11; DATA1 PST= S12; DATA1 PST= S13; DATA1 PST= S14; DATA1 PST= S15; DATA1 PST= S16; DATA1 PST= S17; DATA1 PST= S0; DATA1 PST= S0;END CASE;状态机显示图：共有18个状态：S0,S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8,S9,S10,S11,S12,S13,S14,S15,S16,S173.程序流程图开始CLK产生上升沿有任意按键按下否DIN置1DIN置0是是否硬件去毛刺RESET=1PST DIN DIN DIN DIN DIN DIN DIN DIN DIN DIN DIN DIN DIN DIN DIN DIN DIN DIN DIN = 0;END CASE;IF DIN = 1 THEN IF COUNT1 = 4 THEN COUNT1=COUNT1;ELSE COUNT1=COUNT1+1; END IF;IF COUNT1 = 3 THEN DCLK_IN = 1;ELSE DCLK_IN =0;END IF;ELSE COUNT1=0;END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(RESET,PST,DCLK_IN)BEGIN IF RESET = 0 THEN PST PST= S1; DATA1 PST= S2; DATA1 PST= S3; DATA1 PST= S4; DATA1 PST= S5; DATA1 PST= S6; DATA1 PST= S7; DATA1 PST= S8; DATA1 PST= S9; DATA1 PST= S10; DATA1 PST= S11; DATA1 PST= S12