多路彩燈控制器的VHDL的實(shí)現(xiàn)

　　一、多路彩燈控制器設(shè)計原理

　　設(shè)計一個彩燈控制程序器?？梢詫?shí)現(xiàn)四種花型循環(huán)變化，有復(fù)位開關(guān)。整個系統(tǒng)共有三個輸入信號CLK，RST，SelMode，八個輸出信號控制八個彩燈。時鐘信號CLK脈沖由系統(tǒng)的晶振產(chǎn)生。各種不同花樣彩燈的變換由SelMode控制。硬件電路的設(shè)計要求在彩燈的前端加74373鎖存器。用來對彩燈進(jìn)行鎖存控制。此彩燈控制系統(tǒng)設(shè)定有四種花樣變化，這四種花樣可以進(jìn)行切換，四種花樣分別為：

　?。?）彩燈從左到右逐次閃亮。然后從右到左逐次熄滅。

　　（2）彩燈兩邊同時亮兩個，然后逐次向中間點(diǎn)亮。

　?。?）彩燈從左到右兩個兩個點(diǎn)亮，然后從右到左兩個兩個逐次點(diǎn)亮。

　　（4）彩燈中間兩個點(diǎn)亮。然后同時向兩邊散開。

　　二、多路彩燈控制器的VHDL的實(shí)現(xiàn)

　　本控制電路采用VHDL語言設(shè)計。運(yùn)用自頂而下的設(shè)計思想，按功能逐層分割實(shí)現(xiàn)層次化設(shè)計。根據(jù)多路彩燈控制器的設(shè)計原理，將整個控制器分為四個部分，分別對應(yīng)彩燈的四種變化模式、利用VHDL語言實(shí)現(xiàn)該功能程序如下：

　　LIBRARY IEEE;

　　USE IEEE.std_logic_1164.ALL;

　　USE IEEE.std_loglc_ARITH.ALL;

　　USE IEEE.std_logic_UNSIGNED.ALL;

　　ENTITY CaiDeng IS

　　port（CLK:IN std_logic;

　　RST:in std_logic;

　　SelMode:in std_logic_vector（1 downto 0）;--彩燈花樣控制

　　Light:out std_logic_vector（7 downto 0））;

　　END CaiDeng;

　　ARCHIteCTURE control OF CaiDeng IS

　　SIGNAL clk1ms:std_logic：=‘0’;

　　SIGNAL cnt1:std_logic_vector（3 downto 0）：=“0000”;

　　SIGNAL ent2:std_logic_vector（1 downto 0）：=“00”;

　　SIGNAL cnt3:std_logic_vector（3 downto 0）：=“0000”;

　　SIGNAL cnt4:std_logic_vector（1 downto 0）：=“00”;

　　BEGIN

　　P1:PR0CESS（clk1ms）

　　BEGIN

　　if（clk1ms‘EVENT AND clk1ms=’1‘）then

　　if selmode=“00” then --第一種彩燈花樣的程序

　　if cnt1=“1111” then

　　cnt1《=“0000”;

　　else cnt1《= cnt1+1;

　　end if;

　　case cnt1 is

　　when “0000”=》light《=“10000000”;

　　when “0001”=》light《=“11000000”;

　　when “0010”=》light《=“11100000”;

　　when “0011”=》light《=“11110000”;

　　when “0100”=》light《=“11111000”;

　　when “0101”=》light《=“11111100”;

　　when “0110”=》light《=“11111110”;

　　when “0111”=》light《=“11111111”;

　　when “1000”=》light《=“11111110”;

　　when “1001”=》light《=“11111100”;

　　when “1010”=》light《=“11111000”;

　　when “1011”=》light《=“11110000”;

　　when “1100”=》light《=“11100000”;

　　when “1101”=》light《=“11000000”;

　　when “1110”=》light《=“10000000”;

　　when others=》light《=“00000000”;

　　end case;

　　eLSIf selmode=“01” then -- 第二種彩燈花樣的程序

　　if cnt2=“11” then

　　cnt2《=“00”;

　　else cnt2《= cnt2+1;

　　end if;

　　case cnt2 is

　　when “00”=》light《=“10000001”;

　　when “01”=》light《=“11000011”;

　　when “10”=》light《=“11100111”;

　　when “11”=》light《=“11111111”;

　　when others=》light《=“00000000”;

　　end ease;

　　elsif selmode=“10” then --第三種彩燈花樣的程序

　　if cnt3=“1111” then

　　cnt3《=“0000”;

　　else cnt3《=cnt3+1;

　　end if;

　　case cnt3 is

　　when “0000”=》light《=“11000000”;

　　when “0001”=》light《=“01100000”;

　　when “0010”=》light《=“00110000”;

　　when “0011”=》light《=“00011000”;

　　when “0100”=》light《=“00001100”;

　　when “0101”=》light《=“00000110”;

　　when “0110”=》light《=“00000011”;

　　when “0111”=》light《=“00000110”;

　　when “1000”=》light《=“00001100”;

　　when “1001”=》light《=“00011000”;

　　when “1010”=》light《=“00110000”;

　　when “1011”=》light《=“01100000”;

　　when “1100”=》light《=“11000000”;

　　when others=》light《=“00000000”;

　　end case;

　　elsif selmode=“11” then -- 第四種彩燈花樣的程序

　　if cnt4=“11” then

　　cnt4《=“00”;

　　else cnt4《= cnt4+1;

　　end if;

　　case cnt4 is

　　when “00”=》light《=“00011000”;

　　when “01”=》light《=“00111100”;

　　when “10”=》light《=“01111110”;

　　when “11”=》light《=“11111111”;

　　when others=》light《=“00000000”;

　　end ease;

　　end if;

　　end if;

　　END PROCESS P1;

　　P2:PROCESS（clk） --分頻進(jìn)程

　　variable cnt:integer range 0 to 1000;

　　BEGIN

　　IF（RST=’0‘）then

　　cnt：=0：

　　ELSIF（clk’EVENT AND clk=‘1’）then

　　if cnt《999 then

　　cnt：=cnt+1;

　　clk1ms《=‘0’;

　　else

　　cnt：=0;

　　clk1ms《=‘1’;

　　end if;

　　end if;

　　end PROCESS P2;

　　end cONtrol;

　　三、功能仿真及下載驗證

　　各模塊VHDL程序經(jīng)過編譯優(yōu)化后，選擇合適的目標(biāo)芯片進(jìn)行綜合、管腳配置。本電路選用ALTERA公司的可編程邏輯芯片EPM7128SLC84-6，由MAX+Plus II進(jìn)行仿真，從仿真波形可以看出，此程序可以實(shí)現(xiàn)四種不同花樣彩燈的相互變換，每種花樣彩燈可以循環(huán)變化。但是如果系統(tǒng)的固有頻率很大，彩燈的閃爍速度非?？欤吹降默F(xiàn)象是每個花樣的八個彩燈同時被點(diǎn)亮，為了實(shí)現(xiàn)絢麗多彩的景象，必須要在程序中加一個分頻進(jìn)程如上述程序的進(jìn)程P2。

　　四、結(jié)束語

　　本次設(shè)計的程序已經(jīng)在硬件系統(tǒng)上得到了驗證，實(shí)驗表明。此設(shè)計方法能夠滿足四種不同花樣彩燈的變化要求，并且該方法便于擴(kuò)展不同變化模式的彩燈花樣，各個不同花樣的相互轉(zhuǎn)變是手動切換實(shí)現(xiàn)的。自動切換的方法筆者不再累述。