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基于FPGA的多路彩灯控制器的设计课程设计.doc
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2021-06-27
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基于FPGA的多路彩灯控制器的设计课程设计
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FPGA 课程设计报告
学院: 信息工程学院
班 级: 信息级班
姓 名:
学 号
完成时间: 年 月 日
题目
- 1 -
评 阅 意
见:
基于 多路彩灯控制器的设计
一、引言
世纪,电子技术迅猛发展,高薪技术日新月异。传统的设计方法正逐步
退出历史的舞台,取而代之的是基于 技术的芯片设计技术,它正在成为电
子系统设计的主流。大规模可编程器件现场可编程门阵列 和复杂可编程
逻辑器件 是当今应用最广泛的两类可编程专用集成电路。
近年来, 技术高速发展使现代电子产品向着功能多样化,体积最小化 ,
功耗最低化的方向发展。它与传统电子产品在设计上的显著优势就是:第一大
量使用大规模可编程逻辑器件,以提高产品性能,缩小产品体积,降低功耗。
第二是广泛运用现代化计算机技术,以提高电子设计自动化程度,缩短开发周
期,提高产品的竞争力。所以掌握这方面的应用极其重要,本题目就是基于
这一技术完成实现的。
众所周知,彩灯、流水灯、装饰灯等在日常生活和商业都有极其广泛的应
用。具有很高的商业价值和研究价值。而对于越来越变化多端要求极高的灯饰
行业, 相对传统的单片机来说, 的性价比越来越高,功能强大,能轻松
的完成对彩灯的控制。
随着科技的发展 在现代生活中彩灯作为一种景观应用越来越多。而在电
子 电路 设 计 领 域 中 , 电 子 设 计 自 动 化 工 具 已 成 为 主 要 的 设 计 手 段 ,
语言则是 的关键技术之一,它采用自顶向下的设计方法,即从系统
总体要求出发,自上至下地将设计任务分解为不同的功能模块,最后将各功能
模块连接形成顶层模块,完成系统硬件的整体设计。本文介绍了基于 技的
多路彩灯控制器的设计与分析。在 环境下采用 语言实现,
论述了基于 语言和 芯片的数字系统设计思想和实现过程。电子设
计自动化技术 的发展给电子系统的设计带来了革命性的变化, 软件
设计工具,硬件描述语言,可编程逻辑器件使得 技术的应用走向普及。
是新型的可编程逻辑器件,采用 进行产品开发可以灵活地进行模
块配置,大大缩短了产品开发周期,也有利于产品向小型化,集成化的方向发
- 2 -
展。
二、任务要求
设计一个多路彩灯控制器,能循环变化花型 ,可清零,可选择花型。
彩灯控制器有 路发光二极管构成,当控制器开关打开时,能够在 种不
同花型之间进行循环变化。
要求控制器具备复位清零功能,一旦复位信号失效,不论控制器花型变化处
于何种状态,都会无条件即刻清零,回到初始化状态。
三、设计作用与目的
根据系统设计要求可知,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 , 系 统 清 零 信 号 , 彩 灯 节 奏 快 慢 选 择 开 关
!";共有 个输出信号 #$,分别用于控制十六路彩灯。
据此,我们可将整个彩灯控制器 %& 分为三大部分:时序控制电路
% 和显示控制电路 %。
本题目还用原理图来完成顶层文件,对于比较简单的,子模块较少的题目,
建议顶层模块使用原理图,会比较直观。而对于比较复杂的,子模块较多的题
目,使用文本元件例化,会更简洁清晰。如用原理图完成顶层文件连线如图所
示。
彩灯控制器的组成原理图
四、所用设备及软件
4.1 FPGA 的发展历程
('()*-+,-+.//.0)(.1(++.2),即现场可编程门阵列,
它是在 、、 等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作
为专用集成电路()领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电
- 3 -
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