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1、FPGA课程设计8路彩灯控制程序2013年12月12日8路彩灯控制程序一、设计任务1. 设计目的：（1）了解及掌握时序电路及组合电路的基本结构常用数字电路（2）通过ModelSim软件编写组合电路与时序电路混合的程序进行仿真和调试。（3）74LS194移位寄存器和74LS161计数器的使用。2. 设计内容：编写一个8路彩灯控制程序，要求彩灯有以下 3种演示花型。（1）8路彩灯同时亮灭；（2）从左至右逐个亮（每次只有 1路亮）；（3）8路彩灯每次4路亮，4路灯灭，且灯灭相同，交替亮灭；在演示过程中，只有当一种花型演示完毕才能转向其他演示花型。二、设计方案论证74LS161 是四位二进制同步加数器
2、,74LS194是一个4位双向移位寄存器，它具有左移, 右移，保持,清零等逻 辑功能，八路彩灯控制器通过利用双向移位寄存器 74LS194的串行输 入，个并行输8出端控制彩灯；双向移位寄存器74LS194的控制端S仁0,S0=1时,进行右 移;S1=1,S0=0时，进行左移；十六位计数器74LS161可以从0000到1111进行计数. 利用十六位计数器74LS161的功能实现自动循环（1）8路彩灯同时亮灭：111111110000000011111111（2）从左至右逐个亮（每次只有1路亮）；111111110111111110111111110111111110111111110111111
3、110111111110111111110(3) 8路彩灯每次4路亮，4路灯灭，且灯灭相同，交替亮灭111111110000111111110000三、结构及其工作原理1.结构框图：2.电路的原理图:3. 电路工作原理：74LS161是四位二进制同步加数器,74LS194是一个4位双向移位寄存器,它具有左移,右 移,保持,清零等逻 辑功能,八路彩灯控制器通过利用双向移位寄存器 74LS194的串行输入, 个并行输8出端控制彩灯；双向移位寄存器74LS194的控制端S仁0,S0=1时，进行右移；S1=1,S0=0时,进行左移；十六位计数器74LS161可以从0000到1111进行计数.利用 十六
4、位计数器74LS161的功能实现自动循环四、主要元件1.数字电路实验箱1台2.74LS161 芯片 1 片3.74LS194 芯片 2 片4. 导线若干五、仿真过程及结果新建工程及文件，分别添加设计程序及测试程序，进行编译及纠错，编译通过后运行程序仿真进行调试得出结果。设计模块：module caide ng(clk,ledout,reset);in put reset,clk;output7:0 ledout;in teger i;reg7:0 ledout;reg2:0 count;reg4:0 cou nt2;reg clkflag;reg1:0 in;always (posedge c
5、lk)beg inif(!reset)coun t=0;else if(co un t=3)beg inclkflag=0;coun t=co un t+1;endelse if(co un t7)beg inclkflag=1;coun t=co un t+1;endelse if(co un t=7)beg inclkflag=1;coun t=0;endelsebeg inclkflag=1;coun t=co un t+1;endendalways (posedge elk)beg inif(!reset) coun t2=0;else if(co un t2=7)beg inin=2
6、b00;coun t2=co un t2+1;endelse if(cou nt2=15)beg inin=2b01;coun t2=co un t2+1;endelse if(cou nt223)beg inin=2b10;coun t2=co un t2+1;endelse if(cou nt2=23)beg inin=2b10;coun t2=0;endelsebeg inin=2bZZ;coun t2=0;endendalways(clkflag or count or in or reset)if(!reset)IedoutiL JJM IB J七、课程设计体会通过整个电路设计与制作
7、的整个过程 ，掌握了 组装与调试 方法熟悉了中，小规模集 成电路的使用通过理论与实践的结合，进一步深入的体会到一种学习的方法，特别是对与电子设计方面首先要明确总体的设计方案与方法；其次是对各个部分进行设计 与改进;最后 将各个部分整合在一起进行比较，观察在流水灯实验设计当中遇到的首要问题有三个：一是 电路的总体设计问题；二是电路的焊接问题；三是电路的调试问题.基于所学数字电路知识的 局限性，在选择元器件方面有所困难，开始无从下手应该确定使用何种元件通过查找资 料 等过程首先确定了元件，从而确定了总电路图由于初次进行焊接工作，所以 在电路焊接的时 候造成了许多虚焊，导致电路无法正常运行加重了电路调试的 作业量总的来说,流水灯的 课程设计有利于培养我们对电子设计的兴趣 ，是一次很 好的理论与实际的结合，希望能有更 多机会进行这些课程设计八、参考文献1 数字逻辑与数字统计（第三版），王永军，李景华，电子工业出版社2 电子技术实验与课程设计（第二版），毕满清，机械工业出版社.3 数字逻辑电路学习与实训指导，梅开乡，电子工业出版社.