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设计题目： 多路彩灯控制器设 院 系： 电子信息与电气系 学生姓名： 学 号： 200902070034 专业班级： 09电子信息专升本 2010 年 12 月 9 日 多路彩灯控制器 1. 设计背景和设计方案 1.1 设计背景 多路彩灯控制器是通过对应的开关按钮，能够控制多个彩灯的输出状态，组合多变幻的灯光闪烁，它被广泛用于节日庆典、剧场灯光之中。 1.2 设计方案 根据系统设计要求，整个系统共有3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]，分别表示十六个彩灯。 据此，可经整个彩灯控制器分为两个部分：时序控制电路和显示控制电路。 2. 方案实施 2.1 时序控制模块的设计与实现 在时序控制电路的设计中，利用计数器计数达到分频值时，对计数器进行清零，同时将输出信号反向，实现了对基准时钟信号的分频。其VHDL源程序如下。 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity sxkz is port(chose_key : in std_logic; clk_in : in std_logic; clr : in std_logic; clk : out std_logic); end sxkz; architecture art of sxkz is signal cllk : std_logic; begin process(clk_in,clr,chose_key) variable temp : std_logic_vector(2 downto 0); begin if clr=1 then cllk=0;temp:=000; elsif rising_edge(clk_in) then if chose_key=1 then if temp=011 then temp:=000; cllk=not cllk; else temp:=temp+1; end if; else if temp=111 then temp:=000; cllk=not cllk; else temp:=temp+1; end if; end if; end if; end process; clk=cllk; end art; 时序控制电路的模块如图（a）所示，其中输入信号：clk_in为时钟信号；clr为复位清零信号，高电平有效，一旦该信号有效，电路无条件复位为初始状态；chose_key为快慢节奏选择信号，高电平时节奏快，低电平时节奏慢；chose_key信号的改变可以改变输出信号clk的变化快慢 图（a） 时序控制电路的仿真波形图如图（一）所示。 图（一） 2.2 显示控制模块的设计与实现 在显示控制电路的设计中，利用状态机实现了六中花型的循环变化，同时利用六个十六位常数的设计，可方便地设置和修改六种花型。其VHDL源程序如下。 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity xskz is port(clk : in std_logic; clr : in std_logic; led : out std_logic_vector(15 downto 0)); end xskz; architecture art of xskz is type state is(s0,s1,s2,s3,s4,s5,s6); signal current_state:state; signal flower:std_logic_vector(15 downto 0); begin process(clr,clk) constant f1:std_logic_vector(15 downto 0):=0001000100010001; constant f2:std_logic_vector(15 downto 0):=1010101010101010