数电实验报告发光二极管走马灯电路设计和实现

1、数电实验报告发光二极管走马灯电路设计和实现数电实验报告发光二极管走马灯电路设计和实现 _邮电大学数字电路和逻辑设计试验试验汇报试验名称： 发光二极管走马灯电路设计和实现 学 院： 班 级：姓 名：学 号：任课老师：试验日期：成 绩：试验名称和试验任务要求试验名称：发光二极管走马灯电路设计和实现试验目标： = 1 * GB2 深入了解时序电路描述方法； = 2 * GB2 熟悉状态机设计方法。 试验任务要求：设计并实现一个控制8个发光二极管亮灭电路，仿真验证其功效，并下载到试验板测试。 = 1 * GB2 单点移动模式：一个点在8个发光二极管上往返亮； = 2 * GB2 幕布式：从中间两个点，

2、同时向两边依次点亮直至全亮，然后再向中间点灭，依次往复。 二设计思绪和过程设计实现过程： = 1 * GB2 设计电路拥有两种功效，所以设定d_in控制 输出实现两种功效，要求当 d_in=0时，实现单点移动模式；当d_in=1时，实现幕布式。同时，时序电路中钟控是必不可少，所以引入clk_in来实现钟控。最终需输出在试验板上8个发光二极管上验证，所以输出f需设定为8端口输出，如：f:out std_logic_vector(7 downto 0)。 = 2 * GB2 单点移动模式实现：来一个时钟沿，实现一次改变。单点移动模式需实现发光二极管往返亮，所以需定义一个16变量数据类型。利用CAS

3、E-WHEN语句实现实状况态转移。状态转0000001001000000 = 3 * GB2 幕布式实现：需实现发光二极管从中间两个点，同时向两边依次点亮直至全亮，然后再向中间点灭，往复。需要8变量数据类型，利用单点式中信号类型定义给状态转移。状态转移需满足： 001111000111111000011000 QUOTE001111000111111000011000三VHDL程序发光二极管走马灯电路VHDL程序：四仿真波形图发光二极管走马灯电路仿真波形图：五仿真波形图分析 = 1 * GB2 单点移动模式功效仿真波形图分析： 由波形可见，当控制信号d_in=0时，输出8个端口依次出现正脉冲，

4、波形展现阶梯状，代表一个发光点在8个发光二极管上往返亮，实现了功效要求； = 2 * GB2 幕布式功效仿真波形图分析： 当控制信号d_in=1时，输出8个端口出现正脉冲时间和脉冲长度展现“中间宽，两头窄”形状，先是中间两个灯亮，接下来是中间四个灯亮，接下来是中间六个灯亮，两旁两个灯不亮，最终全亮，接着中间六个灯亮，两旁两个灯不亮，继而循环下去，实现了幕布式点灯方法。由图可知，该电路实现了要求逻辑。 六故障及问题分析 = 1 * GB2 开始设计时想到用计数器实现，造成全用case语句实现当设计电路，不过仿真是发觉：不管是单点移动式还是幕布式只能实现单方向移动，而无法进行反方向移动。最终，查阅

5、书籍决定改为引入类型定义语句，利用类型第一语句来完成试验，所以引进了16个信号数据类型进行状态转移。 = 2 * GB2 电路拥有两个功效，不能同时将这两个功效实现，所以需引进控制信号来控制功效实现。 = 3 * GB2 引入时钟，控制状态改变，此次时钟周期不用分频器来分频，利用试验板上先用低频率时钟，能够实现发光二极管状态改变。 = 4 * GB2 试验程序设计基础上问题不大，关键是要熟练掌握IF-THEN, CASE-WHEN 语句等。 七总结和结论 这学期数字电路和逻辑设计试验在这一周结束了。这学期学了一门新课程，接触了相关课程试验，我发觉理论联络实际，试验验证理论方法令人感到很满足。每次做试验全部会期待这次电路设计自己会做出一个什么东西出来。试验课结束了，回顾这几周试验，现在我能够很快乐说：现在自己已经基础上掌握了数字电路设计了。 这几周数字逻辑电路设计试验，我明白了一个关键道理：进行试验，理论分析是十分关键一环，只有逻辑分析透彻无误了，才能用语言进行描述，进而用硬件实现。这几次试验让我对VHDL这么一门硬件描述语言有了愈加深刻认识。 同时，我也明白了做任何试验之前预_要求是极为关键。 做好预_工作，不仅能够降低试验课上应无知而浪费时间，还能够更深入明白仿真试验所蕴含原理。 总来说，数字逻