跑马灯控制电路设计
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HDL数字系统课程设计报告书
目录
一、设计目的 (2)
二、设计思路 (2)
三、设计过程 (2)
3.1、系统方案论证 (2)
3.2、程序代码设计 (3)
四、系统调试与结果 (5)
五、主要元器件与设备 (9)
六、课程设计体会与建议 (9)
6.1、设计体会 (9)
6.2、设计建议 (10)
七、参考文献 (10)
论文摘要：
共16个LED灯，连成一排，实现几种灯的组合显示。通过这次对跑马灯控制电路的设计与制作，了解了设计电路的程序，也了解了关于跑马灯工作的基本原理与设计理念，首先要将一个程序分成几个模块，分别调试每一个模块，当每个模块均能正常工作时，其次再将其都组合在一起再次调试与仿真，最后将程序下载到Altera公司ACEXTM系列EPEK30QC208-2芯片，观察程序是否能控制硬件的实现。此外，本实验也可通过EDA软件Quartus6.0和modelSim SE 6.0实现。
关键词: HDL 数字系统跑马灯设计
一、设计目的
1、熟悉Verilog HDL程序编程。
2、掌握Altera公司ACEXTM系列EPEK30QC208-2芯片的使用方法。
3、熟悉Quartus II 6.0和Modesim SE 6.0软件的使用。
4、了解16个数码管的显示原理和方法。
二、设计思路
1、编写跑马灯设计程序。
2、定义LED灯引脚分配。
3、设计状态控制。
4、下载到EPEK30QC208-2芯片上显示。
三、设计过程
3.1、系统方案论证
16位LED跑马灯设计框图如图1所示:
图1 LED跑马灯设计框图
3.2、程序代码设计
module paomadeng(rst,clk,sel,led); //端口定义，参数列表
input rst,clk; //rst复位，clk为4Hz的时钟信号input[1:0] sel; //sel 状态选择端口
output[15:0] led; //led 跑马灯显示
reg[15:0] led;
reg[15:0] led_r,led_r1;
reg cnt1,dir; //cnt1控制状态2 led灯的亮次数
reg[3:0] cnt2; //cnt2控制状态2 led灯的亮次数
reg[2:0] cnt3; //cnt3控制状态2 led灯的亮次数
always@(posedge clk)
begin
if(rst) begin cnt1<=0;cnt2<=0;cnt3<=0;dir<=0;end
else
case(sel)
// LED按奇数，偶数依次显示
2'b00:
begin
led_r=16'b0101010101010101;
if(cnt1==0)led<=led_r;
else led<=led_r<<1;
cnt1<=cnt1+1;
end
// LED顺序依次显示，顺序依次熄灭
2'b01:
begin
if(!dir)
begin
if(cnt2==0) begin led_r=16'b0000000000000001;led<=led_r;end else begin led<=(led<<1)+led_r;end
if(cnt2==15) begin dir<=~dir;end
cnt2<=cnt2+1;
end
else
begin
if(cnt2==0) begin led_r=16'b1111111111111110;led<=led_r;end else begin led<=led<<1; end
if(cnt2==15) begin dir<=~dir;end
cnt2<=cnt2+1;
end
end
// LED由两侧向中间依次显示，由中间向两侧依次熄灭
2'b11:
begin
if(!dir)
begin
if(cnt3==0) begin
led_r=16'b0000000000000001;
led_r1=16'b1000000000000000;end
else
begin led_r=(led_r<<1)|led_r;
led_r1=(led_r1>>1)|led_r1;end
led<=led_r|led_r1;
if(cnt3==7)begin dir<=~dir;end
cnt3<=cnt3+1;
end
else
begin
if(cnt3==0) begin led_r=16'b1111111111111110;
led_r1=16'b0111111111111111;end
else
begin led_r=led_r<<1;led_r1=led_r1>>1;end
led<=led_r&led_r1;
if(cnt3==7)begin dir<=~dir;end
cnt3<=cnt3+1;
end
end
default: ;
endcase
end
endmodule
引脚分配：
to,location
rst, pin_47 //复位引脚
clk, pin_79 //时钟控制引脚
sel[0], pin_45 //状态控制引脚
sel[1], pin_46 //状态控制引脚
led[0], pin_19//0—15个LED灯显示引脚
led[1], pin_24
led[2], pin_25
led[3], pin_26
led[4], pin_27
led[5], pin_28
led[6], pin_29
led[7], pin_30
led[8], pin_31
led[9], pin_36
led[10], pin_37
led[11], pin_38
led[12], pin_39
led[13], pin_40
led[14], pin_41
led[15], pin_44
四、系统调试与结果
1、LED灯和波形结果显示结果如图2,3,4,5,6,7所示