彩灯循环显示控制器vhdl

彩灯循环显示控制器vhdl 课 程 设 计 课程名称_电子技术综合设计与实训 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目名称__彩灯循环显示控制器___ 学生学院___自动化学院________ 专业班级 电子信息科学与技术09级1班__ 学 号_____3109001160________ 学生姓名______刘运可___________ 指导教师_______夏益民 ________ 2011年 9月 16日 广东工业大学课程设计任务书 彩循环显示控制器 题目名称 自动化学院 学生学院 电子信息科学与技术09级1班 专业班级 刘运可 姓 名 3109001160 学 号 一、 课程设计的内容 利用各种数字逻辑器件设计一个彩灯循环控制器 二、课程设计的要求与数据 1)彩灯能够自动循环点亮 2)彩灯循环显示且频率快慢可调。 3)该控制 电路 模拟电路李宁答案12数字电路仿真实验电路与电子学第1章单片机复位电路图组合逻辑电路课后答案 具有8路以上输出 三、课程设计应完成的工作 1)利用各种数值逻辑器件设计一个彩灯循环控制器; 2)利用DE2板对所设计的电路进行验证; 3)总结电路设计结果,撰写课程设计 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 . 四、课程设计进程安排 序 设计各阶段内容 地点 起止日期 号 1 讲解各设计任务,熟悉设计流程 实2-212 9.13 查阅资料,完成 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的设计,提交方案并 2 讲解 实2-212 9.14 在Quartus II 和DE2 板实现设计,演示 3 并验收 实2-212 9.15 4 反思方案,并撰写课程设计报告 实2-212 9.16 五、应收集的资料及主要参考文献 [1] 阎石等. 数字电子技术基础[M]. 北京: 高等教育出版社, 2006: 160-345. 发出任务书日期: 2011 年 09 月 13 日 指导教师签名: 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 完成日期: 2011 年 09 月 18 日 基层教学单位责任人签章: 主管院长签章: 摘 要 彩灯循环控制器可以自动控制彩灯循环的频率快慢,可以按照两种不同的方向循环。具有设置不同频率和控制方向的按键。可按自己的选择方向循环。实现彩灯循环的是用74LS191同步十六加法/减法计数器。控制74LS191的使能端DNUP的高低电平来改变彩灯循环的循环方向。用74LS292分频器来控制彩灯循环频率的快慢，其输入是接DE2板的50MHz的时钟信号。通过74LS154译码器连接到DE2板上的发光二极管。组成16路的彩灯循环控制器。 关键词:彩灯 循环 频率快慢。 目 录 1 设计任务目的与要求 ........................................................................................................................................... 6 1.1 设计任务目的 ............................................................................................................….错误～未定义书签。1 1.2 设计任务要求 ................................................................................................................ 错误～未定义书签。1 2 原理与模块介绍 ................................................................................................................................................... 6 2.1 74LS292分频器 ............................................................................................................. 错误～未定义书签。1 2.2 74LS191计数器 ............................................................................................................. 错误～未定义书签。1 2.3 74LS154译码器 ............................................................................................................. 错误～未定义书签。1 3 设计方案 .............................................................................................................................................................. 8 3.1彩灯循环 .......................................................................................................................................................... 8 3.2频率快慢的控制 ............................................................................................................................................... 8 3.3方向的控制 ...................................................................................................................................................... 8 3.4整体电路图 ...................................................................................................................................................... 8 4 实验结果与数据处理 .......................................................................................................................................... 11 4.1 测试步骤 ......................................................................................................................................................... 11 4.2 仿真结果 ......................................................................................................................................................... 11 4.3 实验结果 ......................................................................................................................................................... 11 5 结论与问题讨论 ..................................................................................................................................................14 5.1 遇到的问题及解决办法 ..................................................................................................................................14 5.2 设计总结 .........................................................................................................................................................14 参考文献 .................................................................................................................................. 错误～未定义书签。3 附录 ..........................................................................................................................................................................15 1 设计任务目的及要求 1.1 设计目的 利用各种数字逻辑器件设计一个彩灯循环控制器 1.2 设计要求 1)彩灯能够自动循环点亮 2)彩灯循环显示且频率快慢可调。 )该控制电路具有8路以上输出 3 2 原理与模块介绍 2.1 74LS292分频器 74LS292分频器管脚图和功能表如上图所示 74LS292分频器的分频表如上表 2.2 74LS191计数器 74LS191是同步十六进制加/减计数器，异步置数。 可用指数法将其接成M进制的计数器。DNUP管脚控制计数器执行的是加法或 者减法的计数。 加法计数是从 0000->0001->0010->0011->0100->0101->0110->0111->1000->1001->1010 -循环。 >1011->1100->1101->1110->1111如此十六个数 而减法计数是 1111->1110->1101->1100->1011->1010->1001->1000->0111->0110->0101 ->0100->0011->0010->0001->0000如此十六个数循环。 74191的管脚图 74191的功能表 2.3 74LS154译码器 74LS154译码器是4线---16线的译码器，G1N,G2N是使能端。当G1N,G2N接低电平时，译码器正常工作。 3 设计方案 3.1 彩灯循环 74LS191是同步十六进制加/减计数器，当输入周期性脉冲信号时，其输出为二进制数形式，并且随着脉冲信号的输入，其输出在0000-1111之间循环变化。71LS191的4条输出线QA，QB，QC，QD连接到74LS154的4条输入线A，B，C，D。通过4线-16线译码器74HCl54，并且16条输出线全部各自连接一个非门，按照74LS191所加的二进制数依次变成高电平，那条输出线为高电平，与它相连的发光二极管就亮。因任一时刻，只有1个发光二极管亮，该电路的 16个发光二极管组成一排直线，则发光二极管依次点亮时，就可以一次循环点亮，。其电路设计如下图所示 3.2 频率快慢的控制 把50MHz 接到74LS292的clk输入端，74LS292的A，B，C，D，E五个输入端接输入，用于控制频率的快慢，具体实现原理是50MHz 分频到X Hz (50000/2^n ?X，而十进制的n 等于二进制的DECBA .输出端Q接到计数器的输入clk端电路图如下: 3.3 方向的控制 74LS191是同步十六进制加/减计数器，当DNUP接的是高电平的时候，计数器工作于减法计数，当DNUP接的是低电平的时候，计数器工作于加法计数。通过改变计数方式来控制彩灯循环的方向。电路图如下: 3.4 整体电路图 4 实验结果与数据处理 4.1 测试步骤 1. 点击Processing 中的Start Compilation 开始进行编译。 2. 编译成功后开始分配管脚 ，根据需要分配管脚。 3. 管脚分配正确后，重新进行编译 4. 进行仿真。 >Programmer进行下载。 5. 编译成功后，点击Tools 点击Hardware Setup 选择相应的硬件，然后点击Start开始运行。 4.2 仿真结果 当计数器的DNUP端接低电平的时候，74LS191执行加法计数。74LS292的A，B，C，D，E端分别接低，高，高，低，高电平，即是DECBA==10110，10110化为十进制数为22 。 50 MHz/2^22=1Hz，其仿真图1所示: 图1 当计数器的DNUP端接高电平的时候，74LS191执行减法计数。74LS292的A，B，C，D，E端分别接低，高，高，低，高电平，即是DECBA==10111，10111化为十进制数为23。 50 MHz/2^23=0.5Hz，其仿真图2所示 图2 4.3 实验结果 利用DE2 板对所设计的电路进行验证,实验结果为: 1. 16 路彩灯能够自动循环点亮; 频率可以调节; 2. 3. 可以控制循环方向 5 结论与问题讨论 5.1遇到的问题及解决方法 在整个课程实验的过程中，彩灯循环的设计并不困难，但是为了使功能更加的完善，即是可以控制两个不同的循环方向。一开始我想的方案是用两块74LS161来设计的，后来发现这样根本不行。然后我就反复的思考一开始我用计数器来实现彩灯循环的原理是什么，然后我就想到了用我之前学过的74LS191同步十六进制加法/减法计数器来设计，加法计数的时候有一个方向，而减法计数的时候又是另一个方向，只要控制74LS191这块芯片，就能实现循环方向的不同。 5.2设计总结 在设计前，进行全面的数字逻辑电路的课本知识学习，熟悉各种芯片，如计数器，译码器等工作原理。 通过这次对数字抢答器的设计，让我了解了设计电路的程序，也让我了解了关于16路彩灯循环电路的基本原理与设计理念，在实验过程中，还使我获得了很多，比如在连接前还要规划好芯片安装位置，否则会在之后的连线中出现困难，这使我懂得了合理安排的重要性 。 完成了整个的课程设计，我首先对课本知识有了更深入的了解和掌 握，巩固了所学的知识;对于各种知识都有了大概的了解，所以说，坐而言不让立而行。 纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。由此看来实践的重要，短短几天的课程设计，学到了很多东西，最重要的是我自己动手把我所学的知识用于实践，完成了彩灯循环器的设计。 参考文献 [1] 阎石等. 数字电子技术基础[M]. 北京: 高等教育出版社, 2006: 160-345. 附录