《毕业设计：花型变换彩灯设计》.doc

赣南师院 物理与电子信息学院 课程设计报告书 姓名：邱亚莲 班级：电子科学与技术06级 学号：060803048 时间：2008年 12月25日 论文题目 花型变换彩灯设计 课程论文 要求 设计要求： 节目彩灯能够美化生活，又能增添节目的喜庆气氛，人们都喜欢在节日的时候用彩灯来装饰房间，使家里增添喜庆的气氛，在很多的城市里都用彩灯来装饰城市的夜晚，用来美化城市，在现代的大都市应用非常的广泛。当然如果只有一种花型则会显得很单调，所以，人们一般都是用好几种花型来相互转换。 请设计一个节日彩灯，由采用不同色彩搭配方案的16路彩灯构成，由以下四种花型： 花型1：16路彩灯同时亮灭，亮、灭节拍交替进行； 花型2：16路彩灯每次8路灯亮，8路灯灭，且亮、灭相间，交替亮灭； 花型3：16彩灯先从左至右逐路点亮，到全亮后再从右至左逐路熄灭，循环演示； 花型4：16路彩灯分左、右8路，左8路从左至右逐路点亮，右8路从右至左逐路点亮，到全亮后，左8路从右至左逐路熄灭，右8路从左至右逐路熄灭，循环演示。 要求彩灯亮、灭一次的时间为1秒，每32秒自动转换一种花型，花型转换的顺序为：花型1、花型2、花型3、花型4，演示完一次后在进行下一次的循环，如此的一次一次的循环下去。要求利用系统设计的方法，每种花型的变化都是从全0开始的。 设计过程 1、设计目的 A. 熟悉数字电路课本知识，并学会巧妙地应用。 B. 了解数字电路课程设计的基本思路。 C. 掌握电路中各个芯片的具体功能，学会定时器，寄存器等芯片的功能及使用方法。 D. 将理论应用到实践，更深地了解数电知识在实际生活中的应用，活学活用。 E. 提高分析问题和解决问题的能力。 2、设计方案： 方案一：VHDL语言设计 节日彩灯控制器可以分为4个模块： （1）定时器模块T32S 由于彩灯亮、灭一次的时间是1s，所以选择系统时钟CLK的频率唯1HZ，使亮灭节拍与系统时钟周期相同。此时，32s花型转换周期可以用以个模32的计数器对CLK脉冲计数来放方便地实现定时，定时器模块取名为T32S。 （2）左、右两个8位移位寄存器模块LSR8和SR8 由设计要求可知：花型1、花型2演示一遍需要2个周期；花型3 演示一遍需要32个周期；花型4演示一遍需要16个周期。 根据彩灯的亮灭规律，为了便与控制，采用移位型系统方案，即用移位寄存器模块的输出驱动彩灯，彩灯亮、灭和花型的转换通过改变移位寄存器的工作方式来实现。16路彩灯需要移位寄存器模块的规模为16位，但为了方便实现4花型的转换，将其分为左、右两个8位移位寄存器模块LSR8和RSR8。 （3）控制子系统模块CONTR （4）顶层模块LIGHT 节日彩灯控制系统的结构框图如下图1所示： 16路彩灯 定时器T32S 左移寄存器LSR8 右移寄存器RSR8 控制器CONTR 图1：16路彩灯控制器的结构框图 4个模块的VHDL代码： //LIGHT.VHD// library IEEE; use IEEE.std_logic_1164.all; use IEEE.std_logic_unsigned.all; use IEEE.std_logic_arith.all; entity LIGHT is port RST,CLK: in STD_LOGIC; Y,Z: buffer STD_LOGIC_VECTOR 7 downto 0 ; end entity LIGHT; architecture LIGHT_ARCH of LIGHT is signal T01,PR1,PL1,QR1,QL1: STD_LOGIC; signal P1,W1: STD_LOGIC_VECTOR 7 downto 0 ; signal A1,B1: STD_LOGIC_VECTOR 1 downto 0 ; component T128S is port CLR,CLK: in STD_LOGIC; CO: OUT STD_LOGIC ; end component T128S; component SR8 is port CLK,DR,DL: in STD_LOGIC; M: in STD_LOGIC_VECTOR 1 downto 0 ; D: in STD_LOGIC_VECTOR 7 downto 0 ; Q: out STD_LOGIC_VECTOR 7 downto 0 ; end component SR8; component CONTR is port RST,CLK,T0,L7,L0,R7,R0: in STD_LOGIC; PR,PL,QR,QL: out STD_