通过Verilog HDL语言使用Quartus II软件编写一个彩灯控制电路的设计

1  系统设计

1.1 设计要求

1.1.1 设计任务   

设计并制作彩灯控制电路。

1.1.2 性能指标要求  

① 用EDA实训仪的I/O设备和PLD芯片实现彩灯控制电路的设计。

② 彩灯控制电路具有1只复位按钮，当按钮按下后开始彩灯控制电路的工作。

③ 彩灯控制电路至少有4种以上的控制模式，如左移、右移、循环移位等，彩灯控制电路开始工作后，各工作模式能自动倒换。

④ 用EDA实训仪上的12只发光数码管（LED）显示彩灯控制电路的工作模式。

1.2 设计思路及设计框图

1.2.1设计思路

首先用Verilog HDL语言编写20M晶振分频器的程序和彩灯控制电路的主程序进行编译、仿真成功后，分别将它们生成图标，然后进入原理图的编辑方式，将分频器的输出作为彩灯控制电路的时钟输入，同时将各原件符号接上输出、输入端口，最后锁定管脚，完成下载验证过程。

1.2.2总体设计框图

彩灯原理图

2  各个模块程序的设计

1. 设计一个分频器进行20MHz分频得到实训所需的1Hz的频率：

如图，将提供的频率为20MHZ的时钟转换成频率1HZ的时钟，然后输给到有需要的端口，触发下一个模块。

2彩灯控制

如图，clk是时钟输入端，上升沿有效，A控制彩灯亮灭的进行，s1，s2控制彩灯左移、右移、循环移位等，clrn是异步清除输入端，高电平清零，led[11..0]为彩灯的输出。

   3  调试过程

为了控制LED灯闪烁的频率所以加入了分屏器，总共分成了两个模块，开始时忘记设顶层文件，导致仿真出错，编译时，由于模块的问题，导致编译结果出错，在自己的反复检查下，改正，之后锁好管脚，然后下载到实验箱，按照自己所写的程序操作，通过拨动开关进行观察是否与程序编程相同。

4  功能测试

4.1 测试仪器与设备

（1）计算机：1台。

（2）EDA实训仪：1台。

4.2 性能指标测试

Clrn为复位开关，待高电频到来执行复位功能。A为暂停功能，待高电频到来执行暂停操作，当S1=0，S2=0时：执行六灯循环闪烁功能；当S1=0，S2=1时：执行全部闪烁功能；当S1=1，S2=0时：执行右循环功能；当S1=1，S2=1时：执行左循环功能。

4.3 误差分析

因为时钟信号存在延迟，仿真结果并不与时钟信号一一对应

5  实训心得体会

        EDA实训到此也结束了，我对Quartus II软件的各项操作有了更深的了解，也让我更加了解了这门课在现实生活中的应用。这次EDA实训让我感觉收获颇多，在这一-周的实训中我们不仅巩固了以前学过的知识，而且还学到了怎样运用E D A设计彩灯亮灭的整个过程和思路，更加强了我们动手能力，同时也提高了我们的思考能力的锻炼，我们在写程序的同时还要学会要改程序，根据错误的地方去修改程序。本文基于Verilog HDL的彩灯控制电路的设计，现代的关于电的东西或多或少都与EDA有关，我选择彩灯控制电路设计是因为对彩灯的左移、右移的实验很感兴趣，所以就选了这个题目，结合之前作业的一些程序，在原来的基础上加上一些创新程序做出了这个彩灯实训。在制作的过程中还是出了很多问题，尤其是在编译时总是出现问题，在自己反复修改后，终于完成了编译。总之这次实训学到了很多东西，加深了我对Quartus II软件的了解。

6  参考文献

  [1] EDA技术与应用（第五版），潘松，黄继业，潘明编著。北京：科学出版社

7 附录

附录1：仿真波形图（部分模块）

附录2:程序清单

1.分屏器

module fpq(clk,q);

input clk;

output reg q;

reg[24:0]count;

always@(posedge clk)

begin

count=count+1;

if (count==10000000) q=1;

else if (count==20000000)

begin

q=0;

count=0;

end

end

endmodule

1. 彩灯程序

module z1(clk,A,s1,s2,led,clrn);

input clk,A,clrn;

input s1,s2;

output reg[11:0] led;       

reg q_temp;

reg c;

always @(posedge clk)     

begin

 if(clrn) led='b000000000000;

 else

if(A==0)

begin

  case({s1,s2})          

   'b00:begin

       c=c+'b1;

       if(c=='b1)

       led='b111111000000;

       else

       led='b000000111111;    

       end                      

    'b01:begin

       c=c+'b1;

       if(c=='b1)

       led='b000000000000;

       else

       led='b111111111111;    

       end                    



    'b10:begin

       q_temp=led[0];

       led=led>>1;

       led[11]=q_temp;

       end                  

    'b11:begin

       q_temp=led[11];

       led=led<<1;

       led[0]=q_temp;

       end                             

   endcase         

  end

 end

endmodule

最后

以上就是笨笨诺言为你收集整理的彩灯控制电路的设计1  系统设计2  各个模块程序的设计   3  调试过程4  功能测试5  实训心得体会6  参考文献7 附录的全部内容，希望文章能够帮你解决彩灯控制电路的设计1  系统设计2  各个模块程序的设计   3  调试过程4  功能测试5  实训心得体会6  参考文献7 附录所遇到的程序开发问题。

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