《EDA技术》课程实验报告
学生姓名： 所在班级： 指导教师：
记分及评价：
项目满分 10分 得 分
电信1001
一、实验名称
实验8：花样彩灯控制器的设计 二、任务及要求
【基本部分】5分
1、在QuartusII平台上，采用文本输入设计方法，通过编写VHDL语言程序，设计一花样彩灯控制器，实现对实验箱8个LED发光二极管的显示控制，至少4种以上的花样。
2、实验箱上选择恰当的模式进行验证，目标芯片为ACEX1K系列EP1K30TC144-3。 【发挥部分】5分
实现不同的花样播放不同的背景音乐的功能。 三、实验程序 【基本部分】 LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY CECAIDENG IS
PORT(CLK,RST:IN STD_LOGIC;
SEL:IN STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); Y: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)); END CECAIDENG;
ARCHITECTURE COLOR OF CECAIDENG IS
TYPE STATE_1 IS(S0,S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7); SIGNAL STATE_2:STATE_1; BEGIN
PR_1:PROCESS(CLK,RST) BEGIN
IF RST='1'THEN STATE_2<=S0;
ELSIF(CLK'EVENT AND CLK='1')THEN CASE STATE_2 IS
WHEN S0=> STATE_2 <=S1; WHEN S1=> STATE_2 <=S2; WHEN S2=> STATE_2 <=S3;
WHEN S3=> STATE_2 <=S4; WHEN S4=> STATE_2 <=S5; WHEN S5=> STATE_2 <=S6; WHEN S6=> STATE_2 <=S7; WHEN S7=> STATE_2 <=S0; END CASE; END IF;
END PROCESS PR_1;
PR_2:PROCESS(SEL,STATE_2) BEGIN
IF SEL=\ CASE STATE_2 IS
WHEN S0=> Y <=\ WHEN S1=> Y <=\ WHEN S2=> Y <=\ WHEN S3=> Y <=\ WHEN S4=> Y <=\ WHEN S5=> Y <=\ WHEN S6=> Y <=\ WHEN S7=> Y <=\ END CASE;
ELSIF SEL=\ CASE STATE_2 IS
WHEN S0=> Y <=\ WHEN S1=> Y <=\ WHEN S2=> Y <=\ WHEN S3=> Y <=\ WHEN S4=> Y <=\ WHEN S5=> Y <=\ WHEN S6=> Y <=\ WHEN S7=> Y <=\END CASE;
ELSIF SEL=\CASE STATE_2 IS
WHEN S0=> Y <=\ WHEN S1=> Y <=\ WHEN S2=> Y <=\ WHEN S3=> Y <=\ WHEN S4=> Y <=\ WHEN S5=> Y <=\ WHEN S6=> Y <=\ WHEN S7=> Y <=\END CASE;
ELSIF SEL=\
CASE STATE_2 IS
WHEN S0=> Y <=\ WHEN S1=> Y <=\ WHEN S2=> Y <=\ WHEN S3=> Y <=\ WHEN S4=> Y <=\ WHEN S5=> Y <=\ WHEN S6=> Y <=\ WHEN S7=> Y <=\END CASE;
ELSIF SEL=\CASE STATE_2 IS
WHEN S0=> Y <=\ WHEN S1=> Y <=\ WHEN S2=> Y <=\ WHEN S3=> Y <=\ WHEN S4=> Y <=\ WHEN S5=> Y <=\ WHEN S6=> Y <=\ WHEN S7=> Y <=\END CASE;
ELSIF SEL=\CASE STATE_2 IS
WHEN S0=> Y <=\ WHEN S1=> Y <=\ WHEN S2=> Y <=\ WHEN S3=> Y <=\ WHEN S4=> Y <=\ WHEN S5=> Y <=\ WHEN S6=> Y <=\ WHEN S7=> Y <=\END CASE;
ELSIF SEL=\CASE STATE_2 IS
WHEN S0=> Y <=\ WHEN S1=> Y <=\ WHEN S2=> Y <=\ WHEN S3=> Y <=\ WHEN S4=> Y <=\ WHEN S5=> Y <=\ WHEN S6=> Y <=\ WHEN S7=> Y <=\END CASE;
ELSIF SEL=\
CASE STATE_2 IS
WHEN S0=> Y <=\ WHEN S1=> Y <=\ WHEN S2=> Y <=\ WHEN S3=> Y <=\ WHEN S4=> Y <=\ WHEN S5=> Y <=\ WHEN S6=> Y <=\ WHEN S7=> Y <=\END CASE; END IF;
END PROCESS PR_2; END COLOR; 设计思路：
这次实验是采用文本输入设计方法，通过编写VHDL语言程序，设计一花样彩灯控制器，实现对实验箱8个LED发光二极管的显示控制，因为要设计出不同的花样，所以要利用典型摩尔状态机来实现。程序中的信号“STATE_2”是将当前状态值转入进程“PR_2”来实现不同状态的转换，而“RST”是复位信号，当它为0时正常工作，为1时进行复位。此程序实现的是8种状态间的变化，所以选择信号“SEL”要用3位来控制，从“000-111”刚好8种状态。当输出信号“Y”为1时灯亮，为0时灯灭。 四、仿真及结果分析
波形分析：
上图中CLK,RST,SEL为输入信号，Y为输出信号。从图中可以看出当SEL信号为不同的状态时，Y就会按照设定的方式在变化。分析整个波形后，达到了设计的要求。 五、硬件验证
1、选择模式：5
2、引脚锁定情况表：
六、总结
本次实验通过运用计数器、分频器、选择器来实现花样彩灯。通过老师提供的大体思路和查资料编写VHDL语言实现花样彩灯控制器的设计，通过这次试验加深了对摩尔状态机的了解，感觉运用状态机在编程时逻辑更加清晰，能更好的编写一些较为复杂的程序。
VHDL花样彩灯控制器的设计
