八路彩灯控制程序

FPGA课程设计 8路彩灯控制程序 2013年12月12日 8路彩灯控制程序一、设计任务1.设计目的：(1)了解及掌握时序电路及组合电路的基本结构常用数字电路 （2）通过ModelSim软件编写组合电路与时序电路混合的程序进行仿真和调试。 （3）74LS194 移位寄存器和74LS161 计数器的使用。 2.设计内容： 编写一个8路彩灯控制程序，要求彩灯有以下3种演示花型。（1）8路彩灯同时亮灭；（2）从左至右逐个亮（每次只有1路亮）；（3）8路彩灯每次4路亮，4路灯灭，且灯灭相同，交替亮灭；在演示过程中，只有当一种花型演示完毕才能转向其他演示花型。2、 设计方案论证 74LS161 是四位二进制同步加数器,74LS194 是一个 4 位双向移位寄存器,它具有左移,右移,保持,清零等逻 辑功能，八路彩灯控制器通过利用双向移位寄存器 74LS194 的串行输入, 个并行输 8 出端控制彩灯;双向移位寄存器 74LS194 的控制端 S1=0,S0=1 时,进行右移; S1=1,S0=0 时, 进行左移; 十六位计数器 74LS161 可以从 0000 到 1111 进行计数. 利用十六位计数器 74LS161 的功能实现自动循环.（1）8路彩灯同时亮灭: （2）从左至右逐个亮（每次只有1路亮）； （3）8路彩灯每次4路亮，4路灯灭，且灯灭相同，交替亮灭 三、结构及其工作原理 1.结构框图： 2.电路的原理图： 3.电路工作原理：74LS161 是四位二进制同步加数器, 74LS194 是一个 4 位双向移位寄存器,它具有左移,右移,保持,清零等逻 辑功能, 八路彩灯控制器通过利用双向移位寄存器 74LS194 的串行输入, 个并行输 8 出端控制彩灯;双向移位寄存器 74LS194 的控制端 S1=0,S0=1 时,进行右移; S1=1,S0=0 时, 进行左移; 十六位计数器 74LS161 可以从 0000 到 1111 进行计数. 利用十六位计数器 74LS161 的功能实现自动循环.四、主要元件1.数字电路实验箱 1 台 2.74LS161 芯片 1 片3.74LS194 芯片 2 片4.导线若干 五、仿真过程及结果 新建工程及文件，分别添加设计程序及测试程序，进行编译及纠错，编译通过后运行程序仿真进行调试得出结果。设计模块：module caideng(clk,ledout,reset);input reset,clk; output7:0 ledout; integer i; reg7:0 ledout;reg2:0 count; reg4:0 count2;reg clkflag; reg1:0 in;always (posedge clk)begin if(!reset) count=0; else if(count=3) begin clkflag=0;count=count+1;end else if(count7) begin clkflag=1;count=count+1;end else if(count=7) begin clkflag=1;count=0;end else begin clkflag=1;count=count+1; end end always (posedge clk) begin if(!reset) count2=0; else if(count2=7) begin in=2b00;count2=count2+1;end else if(count2=15) begin in=2b01;count2=count2+1;end else if(count223) begin in=2b10;count2=count2+1;end else if(count2=23)begin in=2b10;count2=0;end else begin in=2bZZ;count2=0;end endalways(clkflag or count or in or reset) if(!reset) ledout=8h00; else begin case(in) 2b00: if(clkflag) ledout=8hFF;else ledout=8h00; 2b01: case(count) h0:ledout=8h80; h1:ledout=8h40; h2:ledout=8h20; h3:ledout=8h10;h4:ledout=8h08; h5:ledout=8h04; h6:ledout=8h02; h7:ledout=8h01; default:ledout=8h00; endcase 2b10: if(clkflag) ledout=8hAA; else ledout=8h55; default: ledout=8h00; endcase end endmodule六、电路安装与调试测试模块：timescale 1ns/1nsmodule testbench;reg clk,reset;wire 7:0 ledout;caideng led_inst(clk,ledout,reset);initialbegin reset=1b1;#10 reset=1b0;#40 reset=1b1;endinitialbeginclk=1b0;forever#10 clk=clk;endEndmodule7、 课程设计体会 通过整个电路设计与制作的整个过程, 掌握了 组装与调试 方法. 熟悉了中,小规模集成电路的使用. 通过理论与实践的结合,进一步深入的体会到一种学习的方法,特别是对与 电子设计方面.首先要明确总体的设计方案与方法;其次是对各个部分进行设计 与改进;最后将各个部分整合在一起进行比较,观察. 在流水灯实验设计当中遇到的首要问题有三个:一是电路的总体设计问题; 二是电路的焊接问题;三是电路的调试问题.基于所学数字电路知识的局限性, 在选择元器件方面有所困难,开始无从下手应该确定使用何种元件.通过查找资 料等过程首先确定了元件,从而确定了总电路图.由于初次进行焊接工作,所以 在电路焊接的时候造成了许多虚焊,导致电路无法正常运行.加重了电路调试的 作业量. 总的来说,流水灯的课程设计有利于培养我们对电子