8255A与多位码管的显示.docx

微机原理课程设计 8255A与多位数码管的显示 姓名：曹诗凤 学号：12010240520 学院：物理电气信息学院 专业：通信工程 年级：2010级 指导老师：李萍 完成日期：2012年12月9日 基于VHDL语言的16路彩灯控制器 [摘要]分析多路彩灯控制器设计原理,采用硬件描述语言VHDL实现多路彩灯控制器的设计,具有可编程性、线路简单、可靠性高等特点,并通过仿真对结果进行了验证。 [关键字] VHDL，彩灯，仿真，控制 随着科技的发展,在现代生活中,彩灯作为一种装饰既可以增强人们的感观,起到广告宣传作用,又可以增添节日气氛,为人们的生活增添亮丽。而EDA技术的应用及VHDL语言作为可编程逻辑器件的标准语言描述能力强,覆盖面广,抽象能力强。在这个阶段,人们开始追求贯彻整个系统设计的自动化,进而从繁重的设计工作中彻底解脱出来,把精力集中在创造性的方案与概念构思上,从而可以提高设计效率,缩短产品的研制周期。整个过程通过EDA工具自动完成,大大减轻了设计人员的工作强度,提高了设计质量,减少了出错的机会。本文介绍应用美国ALTERA公司的CycloneII平台,使用VHDL硬件描述语言实现的多路彩灯控制器。 一、多路彩灯控制器设计原理 设计一个彩灯控制程序器,可以实现十六路彩灯6种花型循环变化，有清零开关，并且可以选择快慢两种节拍。整个系统共有三个输入信号：控制彩灯节奏快慢的基准时钟信号CLK_IN，系统清零信号CLR，彩灯节奏快慢选择开关CHOSE_KEY；共有16个输出信号LED[15..0]，分别用于控制十六路彩灯。硬件电路的设计要求在彩灯的前端加74373锁存器。用来对彩灯进行锁存控制。此彩灯控制系统设定有六种花样变化,这六种花样可以循环切换，设有两种快慢节拍，这两种节拍可以自由选择。 二、多路彩灯控制器的结构框图 本控制电路采用VHDL语言设计,运用自顶而下的设计思想,按功能逐层分割实现层次化设计。根据多路彩灯控制器的设计原理,将整个控制器分为两个部分, 据此，我们可将整个彩灯控制器CDKZQ分为两大部分：时序控制电路SXKZ和显示控制电路XSKZ，整个系统的组成原理图如图1所示。时序控制电路SXKZ主要完成多路彩灯的节奏快慢控制，显示控制电路XSKZ完成多路彩灯的花型自动切换。 图1? 彩灯控制器组成原理图 三、VHDL源程序 利用VHDL语言实现该功能程序如下: ?3.1? 时序控制电路的VHDL源程序 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY SXKZ IS PORT(CHOSE_KEY:IN STD_LOGIC; --CHOSE_KEY：彩灯节奏快慢选择; CLK_IN:IN STD_LOGIC; --CLK_IN：基准时钟信号； CLR:IN STD_LOGIC;-- CLR：系统清零信号； CLK:OUT STD_LOGIC);--CLK:输出快慢节拍不同的时钟信号; END ENTITY SXKZ; ARCHITECTURE ART OF SXKZ IS SIGNAL CLLK:STD_LOGIC; BEGIN PROCESS(CLK_IN,CLR,CHOSE_KEY) IS VARIABLE TEMP:STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); BEGIN IF CLR=1 THEN --当CLR=1时清零，否则正常工作 CLLK=0;TEMP:=000; ELSIF RISING_EDGE(CLK_IN) THEN IF CHOSE_KEY=1 THEN IF TEMP=011 THEN—除4; TEMP:=000; CLLK=NOT CLLK ;--除2; ELSE TEMP:=TEMP+1; END IF; -- 当CHOSE_KEY=1时产生基准时钟频率的1/8的时钟信号，否则产生基准时钟 --频率的1/16的时钟信号 ELSE IF TEMP=111 THEN--除8; TEMP:=000; CLLK=NOT CLLK ;--除2; ELSE TEMP:=TEMP+1; END IF;