放光二极管走马灯电路设计与实现..docx

放光二极管走马灯电路设计与实现班级： 姓名： 学号： 一．实验目的1．进一步了解时序电路描述方法2．熟悉状态机的设计方法二．实验所用仪器及元器件1．计算机；2．直流稳压电源；3．数字系统与逻辑设计实验开发板。三．实验内容设计并实现一个控制8个发光二极管亮灭的电路，仿真验证其功能，并下载到实验板测试。1.单点移动模式：一个点在8个发光二极管上来回的亮2.幕布式：从中间两个点，同时向两边依次点亮直到全亮，然后再向中间点灭，依次往复。四．设计思路第一题设了两个状态type all_state is(s0,s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7)和 type f is(f1,f0)，其中all_state 表示灯亮的状态，f表示灯向左亮与向右亮的不同状态。第二题按照题目要求对输出q进行控制即可。即用case-when语句。当a为0时为单点移动式， a为1时为幕布式移动，。最后下载的时候把输出q和8个灯对应，a和一个可以在0和1之前切换的按钮对应，clk引脚为18.。 仿真时要注意设置仿真时间轴，100us左右。保存波形文件时，文件名要与工程名一致。设置复位的时间要合理。既要看到复位的效果，又不能影响到正常的波形分析，而且复位信号不能为周期。 仿真波形为其中仿真总时间为100us，前50us a = 0，即进行的是单点移动的仿真，由图知，q[1]~q[7]交替出现高电平，然后q[7]~q[1]又交替出现高电平，所以可见程序实现了一个点在8个发光二极管上来回的亮的功能。后50us a = 1，即进行幕布式的仿真：由图知，先是中间的两个灯q[3], q[4]亮，下一下阶段是q[2], q[3], q[4], q[5]亮，接下来是q[1], q[2], q[3], q[4], q[5], q[6]亮，最后全亮，接着q[0]，q[7]灭，继而循环下去。高电平从中间依次向两边扩展，全亮后又从边缘依次两个两个变为低电平，依次往复。因此满足题目从中间两个点，同时向两边依次点亮直到全亮，然后再向中间点灭，依次往复的要求。五．实验中所遇到的问题及解决方法这次实验学习的是状态机的设计，遇到的问题主要有两个。第一，刚开始编第一个题目时，对于一个点在8个发光二极管上来回的亮理解有误，一开始把题目的意思当成了，第一个灯到第八个灯依次亮后，再从第一个灯到第八个灯依次亮，但后来觉得应该是第一个灯到第八个灯依次亮后，再从第八个灯到第一个灯依次亮，所以便在程序设置一个变量flag，用于标志灯向左依次亮还是向右依次亮。第二．我本来是将两个小题写成了两个程序，但后来发现应该是放在一个里，所以又设置了一个输入变量a， a为0时为单点移动式， a为1时为幕布式移动。六．心得体会通过对书本例题的学习与研究，顺利地完成了实验的要求，了解状态机的使用方法，虽然在编写程序时对题目的理解产生了一些错误，但后来都被自己一一改正。在对程序一遍一遍的进行修正时，感觉自己对状态机以及VHDL语言的理解更进了一步。因为这是本学期最后一次数电实验，所以我觉得很惋惜，我很喜欢这种软硬件结合的方式，这让我在软件编程时对下载的结果产生了很大的期待，也因此激发了我编程的兴趣。所以很期待下学期的数电实验。附 VHDL源代码library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity zoumadeng1 isport(clk:in std_logic;set,a:in std_logic;q :out std_logic_vector(7 downto 0));end zoumadeng1;architecture light of zoumadeng1 istype all_state is(s0,s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7);type f is(f1,f0);signal state1,state2 :all_state;signal temp :integer range 0 tosignal clk_out :std_logic;signal flag :f;beginp1:process(clk_out,a,set)beginif set = 1 thenstate1 = s0;state2 = s0;elseif clk_outevent and clk_out =1 thenif a = 0 thenif flag = f1 thencase state1 iswhen s0 = state1 = s1; q =when s1 = state1 = s2; q =when s2 = state1 = s3; q =when s3 = state1 = s