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16*16LED点阵循环彩灯的设计

一、设计内容

设计一个16*16LED点阵组成的彩灯图案。图案的花样模式至少有4种，每种花样模式

自动进行切换，轮流交替循环，循环的周期分为快慢两种节拍，快节拍的循环时间为1秒，

慢节拍的循环时间为16秒，并能手动或自动切换节拍。

图案模式：

图案1：实现16*16LED点阵的16行同时从上往下依次点亮，全亮后16行又同时从下往上

依次熄灭。

图案2：实现16*16LED点阵的16行同时由中间到两边对称地依次点亮，全部点亮后，仍

由中间向两边对称的依次熄灭。

图案3：实现16*16LED点阵的16行分两半，每半边从上往下顺次点亮，全亮后再从下往

上顺次熄灭。

图案4：实现16*16LED点阵的16行分上下两部分，每部分先全亮然后每部分从中往上下

间依次熄灭，全熄灭后每部分再从上下往中间依次亮起。

二、设计原理图

控制器的引脚功能图如图所示。

CDKZQ

clksel[3..0]

disclkL[15..0]

K

inst

其中：CLK为16Hz时钟输入端，DISCLK为扫描时钟输入端；K为快慢节拍选择开关，

L[15..0]为行驱动信号输出；SELOUT[3..0]为列选信号输出。

以图案1为例说明其工作原理：

实现16*16LED点阵的16行同时从上往下依次点亮，全亮后16行又同时从下往上依次熄

灭。

列选信号：采用与7段数码管的位选信号一样的处理方法，即列扫描信号频率大于24Hz。

行驱动信号：可以采用移位的方法，可先定义一个16位的信号，若最高位置为‘1’，我

们采用右移的方法，使每一位都置‘1’，这就实现依次点亮；当第0位也置‘1’后，给第

0位置‘0’，再采用左移的方法将每一位又重新置‘0’，这样就实现了反相依次熄灭，等第

15位为‘0’时，又重新开始，以此循环。

三、实验连线

DISCLK79，扫描时钟，接CLK1

CLK78，16Hz脉冲，接CLK4

SEL[3..0]44~47,分别接显示模块SEL3，SEL2，SEL1，SEL0

L[15..0]111~132,分别接显示模块的L0~L15

四、实验器材

PC机一台；

EDA实验开发箱一个；

下载电缆一根；

导线若干。

五、设计处理

1、输入设计文件

2、编译

3、仿真

4、选择器件、管脚锁定及重新编译

六、芯片引脚说明

CDKZQ

clksel[3..0]

disclkL[15..0]

K

inst

芯片系列：ACEX1K

芯片型号：EP1K100QC208-3

引脚锁定

输入：

DISCLK79，扫描脉冲，接CLK1

CLK78，时钟脉冲，接CLK4

K7，快慢节拍选择开关，接D0

输出:

SEL[3..0]44~47,位选信号输出，接SEL3，SEL2，SEL1，SEL0

LED[15..0]111~132,16列译码输出，分别接显示模块的L0~L15

七、彩灯控制器VHDL源程序

libraryieee;

useieee.std_logic_1164.all;

useieee.std_logic_unsigned.all;

entityCDKZQis

port(

clk,disclk,K:instd_logic;

sel:outstd_logic_vector(3downto0);

L:outstd_logic_vector(15downto0));

endCDKZQ;

architectureaofCDKZQis

signalQ:std_logic_vector(3downto0);

signalDIV:std_logic_vector(3downto0);

signalAL:std_logic_vector(3downto0);

signalAH:std_logic_vector(2downto0);

signalDIVCLK:std