多路彩灯控制器课程设计FPGA CPLD
数字电路课程设计报告---多路彩灯控制器
数字逻辑课程设计报告——多路彩灯控制器学院名称：计算机学院学生姓名：罗婧专业名称：计算机科学与技术班级：计科1004实习时间：2012年6月4日——2012年6月15日多路彩灯控制器的设计一．课程设计题目（一）题目：多路彩灯控制器（二）实习目的：1．进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。
2．熟悉几种常用集成数字芯片的功能和应用，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。
3．了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。
4．培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。
5．数点课程实验是大学中为我们提供的唯一一次动手实践的机会，增强动手实践的能力。
二．任务和要求实现彩灯控制的方法很多，如EPROM编程、RAM编程、单板机、单片机等，都可以组成大型彩灯控制系统。
因为本次实习要求设计的彩灯路数较少，且花型变换较为简单，故采用移位寄存器型彩灯控制电路。
（1）彩灯控制器设计要求设计一个8路移存型彩灯控制器，基本要求：1. 8路彩灯能演示至少三种花型（花型自拟）；2. 彩灯用发光二极管LED模拟；3. 选做：实现快慢两种节拍的变换。
（2）课程设计的总体要求1．设计电路实现题目要求；2．电路在功能相当的情况下设计越简单越好；3. 注意布线，要直角连接，选最短路径，不要相互交叉；4. 注意用电安全，所加电压不能太高，以免烧坏芯片和面包板。
三．总体方案的选择（1）总体方案的设计针对题目设计要求，经过分析与思考，拟定以下方案：方案：总体电路共分三大块。
第一块实现时钟信号的产生；第二块实现花型控制电路；第三块实现花型演示电路。
主体框图如下：根据所提供的实验器材各模块总体思路如下：时钟信号CP电路：参见高等教育出版社王淑银主编的《数字电路与逻辑设计》课本P404图10-3-6（a）;花型控制电路：由两片161 4位二进制同步计数器和一些与非门共同完成；花型演示电路：由两片194 双向移位寄存器完成（可左移右移完成花型变化（2）总体方案的选择将整个设计电路的功能模块化，设计思想比较简单。
多路彩灯控制器课程设计
物理与电气工程学院课程设计报告多路彩灯控制器姓名 ** ** 学号 *********班级电气工程及其自动化1班年级 2011级指导教师李 ***成绩日期 2013.4.8摘要八路循环彩灯控制器整体电路由三部分组成：脉冲发生电路、移位寄存器、控制电路。
其中用时钟脉冲来启动电路，使其发出不同的频率产生不一样的脉冲，控制发光二极管，使电路更好的工作。
主要采用 74LS194 芯片接成扭环形结构的移位器来实现，最后做到两种花型的彩灯循环控制。
一、实验目的：根据知识掌握情况和兴趣选择题目，给出功能设计方案，插接、调试电路，完成要求的任务，达到巩固和应用“电子技术基础”和“数字电路与逻辑设计”课程基本理论和方法，初步掌握模拟与数字电路系统设计基本方法的目的。
二、实验要求：设计一个4路移存型彩灯控制器，彩灯用发光二极管LED模拟，具体要求如下：1、能演示三种花型，花型自拟。
2、选作：彩灯明暗变换节拍为1.0s和0.5s，两种节拍交替运行。
三、实验元件：555定时器 1个74194 2个74161 2个7404 2个电阻150kΩ 1个电阻4.7KΩ 1个电阻20Ω 8个电容4.7uF 1个电容0.1 uF 1个四、总体方案的设计：经过分析问题及初步的整体思考，设计方案如下：需要实际时钟产生电路，循环控制电路和彩灯左右移，及全亮全灭输出电路。
时钟脉冲产生电路由脉冲发生器产生连续的脉冲。
循环电路采用74LS161 ，74LS194实现彩灯的循环控制。
具体主要通过两片双向移位寄存器74LS194 来实现彩灯电路控制，通过脉冲发生器来产生连续时钟信号的输入，由74LS161计数器来控制信号的移动方向，实现左移，右移及亮灭的功能。
总体电路原理图如下：五、单元电路的设计：花型演示电路花型控制节拍控制电路花型控制节拍控制电路1、时钟信号一片555加上电容及电阻实现电容：4.7μf 0.01μf电阻：150 kΩ 4.7 kΩ输出高电平时间T=(R1+R2)Cln2输出低电平时间T=R2Cln2振荡周期T=(R1+2R2)Cln2输出方波的占空比为根据本次设计使用的R1，R2（R1=150k，R2=4.7k）值，计算出振荡周期0.5s2 花型控制信号电路由一片74LS161（两种花型每种显示一遍）计数器。
课程设计报告—多路彩灯控制器
课程设计报告—多路彩灯控制器一、项目介绍多路彩灯控制器是一款具有多种颜色控制功能的控制器，可以实现多种灯光图案的显示。
它的主要功能是控制多脚灯泡的变化和状态，使其产生不同颜色的灯光，构成不同的图案或者变换模式。
二、主要功能1.控制部件：该控制器采用通用数字微处理器作为控制元件，它可以控制多种灯光，包括白色、红色、绿色和蓝色等，还可以同时控制多个LED，实现不同灯光图案的显示。
2.控制算法：在算法上，多路彩灯控制器采用“时序控制”算法，它可以控制灯泡在某一秒内的时间序列，从而实现不同图案的表现效果。
3.连接部件：它还具有外界输入部件，可以连接电脑，便于使用者设计和控制灯光图案，也可以更改和重置控制器，以设计新的灯光图案。
三、困难点1.多灯光多变显示：多路灯光的多变显示要求控制器具有良好的时序管理能力，以及良好的判断力，能够实时根据外部特征环境、光源特性等，控制灯泡成某种特定的灯光图案。
2.多模式控制：多模式控制要求控制器具有嵌入式内部控制算法，以实现不同的相关控制功能。
3.可视化编程：多模式控制还要求可视化编程，使用者可以通过可视化编程界面来设计灯光图案。
四、实现方案1.硬件系统：由数字微处理器、多路输出控制器、LED灯光、外界输入部件（如按键、鼠标、USB 等）等组成。
2.控制软件：控制程序和用户界面设计，将硬件设计和实现，以及灯光显示软件结合起来，实现灯光图案的控制。
五、总结多路彩灯控制器的主要功能是控制灯泡在某一秒内的时序变化，以及实现多种灯光图案的显示。
它的实现方案主要由硬件系统、控制软件和外界输入组成，它的主要困难点包括多灯光多变显示、多模式控制和可视化编程等。
多路彩灯控制器的设计（精选五篇）
多路彩灯控制器的设计（精选五篇）第一篇：多路彩灯控制器的设计多路彩灯控制器的设计一课程设计题目（与实习目的）（1）题目：多路彩灯控制器（2）实习目的：1．进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。
2．熟悉几种常用集成数字芯片，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。
3．了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。
4．培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。
5．作为课程实验与毕业设计的过度，课程设计为两者提供了一个桥梁。
二任务和要求实现彩灯控制的方法很多，如EPROM编程、RAM编程、单板机、单片机等，都可以组成大型彩灯控制系统。
因为本次实习要求设计的彩灯路数较少，且花型变换较为简单，故采用移位寄存器型彩灯控制电路。
（1）彩灯控制器设计要求设计一个8路移存型彩灯控制器，要求：1.彩灯实现快慢两种节拍的变换；2.8路彩灯能演示三种花型（花型自拟）；3.彩灯用发光二极管LED模拟；4.选做：用EPROM实现8路彩灯控制器，要求同上面的三点。
（2）课程设计的总体要求1．设计电路实现题目要求；2．电路在功能相当的情况下设计越简单越好；3.注意布线，要直角连接，选最短路径，不要相互交叉；4.注意用电安全，所加电压不能太高，以免烧坏芯片和面包板。
三总体方案的选择（1）总体方案的设计针对题目设计要求，经过分析与思考，拟定以下二种方案：方案一：总体电路共分三大块。
第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制及节拍控制；第三块实现时钟信号的产生。
主体框图如下：方案二：在方案一的基础上将整体电路分为四块。
第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制；第三块实现节拍控制；第四块实现时钟信号的产生。
并在部分电路的设计上与方案一采用了完全不同的方法，如花型的控制。
主体框图如下：（2）总体方案的选择方案一与方案二最大的不同就在，前者将花型控制与节拍控制两种功能融合在一起，是考虑到只要计数器就可以实现其全部功能的原因，且原理相对简单。
8路彩灯FPGA课程设计
8路彩灯FPGA课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解FPGA的基本原理和编程方法，掌握8路彩灯控制电路的设计与实现；2. 学会运用硬件描述语言（HDL）进行程序设计，实现8路彩灯的显示控制；3. 了解数字电路的设计流程，掌握基本的时序逻辑和组合逻辑电路的分析与设计。
技能目标：1. 能够运用所学知识独立完成8路彩灯FPGA课程设计，具备实际操作能力；2. 培养学生动手实践、问题解决和团队协作能力；3. 提高学生运用FPGA技术进行数字系统设计与开发的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子信息技术和数字电路的兴趣，培养良好的学习习惯和探索精神；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践与创新，提高学生的自信心和成就感；3. 增强学生的环保意识，引导学生关注绿色电子产品的设计与开发。
课程性质：本课程为实践性课程，结合理论知识与实际操作，以项目为导向，培养学生的实际工程能力。
学生特点：学生具备一定的数字电路基础知识，具有较强的动手实践能力和探索精神。
教学要求：教师需引导学生掌握FPGA技术的基本原理和编程方法，注重理论与实践相结合，鼓励学生创新思维，提高学生的实际问题解决能力。
通过课程学习，实现预定学习成果的分解与达成。
二、教学内容本课程教学内容紧密结合课程目标，按照以下大纲进行组织和安排：1. 数字电路基础回顾- 时序逻辑与组合逻辑电路原理- 硬件描述语言（HDL）基础2. FPGA基本原理与编程- FPGA结构与工作原理- 硬件描述语言（VHDL/Verilog）编程基础- FPGA开发环境介绍3. 8路彩灯控制电路设计- 设计原理与需求分析- 电路设计与仿真- 程序编写与调试4. 实践操作与项目实施- FPGA芯片编程与下载- 8路彩灯电路搭建与调试- 项目展示与评价教学内容进度安排：1. 数字电路基础回顾（1课时）2. FPGA基本原理与编程（2课时）3. 8路彩灯控制电路设计（3课时）4. 实践操作与项目实施（4课时）教材关联章节：1. 数字电路基础：《数字电子技术》第1-3章2. FPGA基本原理与编程：《FPGA原理与应用》第1-2章3. 8路彩灯控制电路设计：《数字电路设计与应用》第4章教学内容确保科学性和系统性，注重理论与实践相结合，使学生在掌握基本原理的同时，能够独立完成实际项目设计。
基于CPLD的彩灯控制器设计毕业设计
毕 业 设 计题 目：基于CPLD 的彩灯控制器设计诚信声明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。
作者签名：日期：年月日毕业设计（论文）任务书题目：基于CPLD的彩灯控制器设计姓名院专业班级学号指导老师职称教研室主任一、基本任务和设计要求：1.基本任务要求提出一种基于CPLD的LED控制方案，实现对LED灯的控制，以CPLD作为主控核心，显示、驱动等模块组成核心控制模块。
在主控模块设有8个LED发光二极管，根据用户需要可以编写各种亮灯模式。
设计二种不同时间节拍，根据各种亮灯时间的不同需要，在不同时刻输出灯亮或灯灭的控制信号，然后驱动各种颜色的灯亮或灭2.设计要求：1.设计思路清晰，给出整体设计方案；2.熟悉彩灯控制器的设计，设计各种亮灯花型；3.软/硬件编程，仿真，下载验证；4.写出设计报告；二、进度安排及完成时间：第1周布置任务、下达设计任务书、具体安排第2-3周查阅资料、撰写文献综述及开题报告第4-5周原理框图、总体方案设计第6-11周软、硬件部分设计第12周硬件下载测试第13-14周撰写毕业设计说明书第15周指导老师检查毕业设计说明书第16周修改、装订毕业设计说明书、指导老师评阅第17周毕业答辩目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1彩灯控制器的简介 (1)1.2 EDA技术的发展 (1)1.3 CPLD简介 (2)1.4 VHDL简介 (4)1.5 QuartusⅡ简介 (5)1.6课题发展现状和前景展望 (6)第2章方案论证 (8)2.1方案一 (8)2.2方案二 (8)2.3最佳方案选择 (10)第3章模块设计及其功能 (11)3.1模块功能描述 (11)3.2时序控制模块 (11)3.2.1.时序控制模块部分程序： (12)3.2.2 时序控制模块波形仿真截图： (13)3.2.3.时序控制电路生成元器件符号： (13)3.3显示控制模块 (13)3.3.1 显示控制电路部分程序： (15)3.3.2 显示控制模块波形仿真截图： (16)3.3.3显示控制电路生成生成元器件符号： (17)第4章八路彩灯控制系统的实现 (18)4.1整体功能描述 (18)4.2设计原理 (18)4.3程序编译与仿真 (19)4.3.1 顶层模块设计程序： (19)4.3.2 八路彩灯控制仿真波形： (21)4.3.3 八路彩灯生成元器件符号： (21)4.4、管脚分配 (22)4.5 硬件测试 (23)4.6 本章小结 (23)第5章总结 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录管脚设定和元器件清单 (28)基于CPLD的彩灯控制器的设计[摘要]本文介绍了以VHDL为基础的八路彩灯控制系统，本系统设计主要包括：时序控制模块，显示控制模块。
fpga课程设计报告彩灯实验
fpga课程设计报告彩灯实验一、课程目标知识目标：1. 学生能理解FPGA的基本原理和结构，掌握彩灯实验相关的硬件描述语言（HDL）基础；2. 学生能描述数字电路设计的基本流程，并运用FPGA设计简单的数字电路；3. 学生掌握彩灯实验的原理，能够解释彩灯显示背后的逻辑控制过程。
技能目标：4. 学生能够运用所学知识，设计并实现一个基于FPGA的彩灯控制电路；5. 学生通过实际操作，提高问题解决能力和实验操作技能，包括电路调试和故障排查；6. 学生能够利用FPGA设计软件进行电路设计和仿真，并完成硬件的实现和测试。
情感态度价值观目标：7. 学生通过实验探究，培养对电子工程领域的兴趣，增强创新意识和实践能力；8. 学生在小组合作中，提升团队协作能力和沟通技巧，理解集体智慧的重要性；9. 学生能够在实验过程中，形成良好的工程伦理观念，认识到技术对社会发展的积极影响和责任。
二、教学内容本课程教学内容围绕FPGA的原理与应用，结合彩灯实验项目，进行以下组织和安排：1. FPGA基础知识：- 数字电路设计基础；- FPGA原理与结构；- 硬件描述语言（HDL）入门。
2. 彩灯实验原理与设计：- 彩灯显示原理；- FPGA在彩灯控制中的应用；- 彩灯控制电路设计流程。
3. 教学大纲与进度安排：- 第一周：FPGA基本原理学习，了解硬件描述语言；- 第二周：数字电路设计基础，学习彩灯显示原理；- 第三周：彩灯控制电路设计，进行FPGA编程与仿真；- 第四周：电路调试与测试，优化设计方案。
4. 教材关联内容：- 教材第3章：“数字电路设计基础”；- 教材第4章：“FPGA原理与结构”；- 教材第5章：“硬件描述语言（HDL）应用”；- 教材第6章：“数字电路设计实例”。
5. 实践环节：- 彩灯控制电路设计实践；- FPGA编程与仿真；- 电路调试与故障排查。
三、教学方法针对FPGA课程设计报告彩灯实验，采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：- 对FPGA基本原理、数字电路设计基础和硬件描述语言（HDL）等理论知识进行系统讲解，为学生奠定扎实的理论基础。
多路彩灯控制课程设计
多路彩灯控制课程设计一、教学目标本课程旨在通过多路彩灯控制的学习，让学生掌握以下知识目标：1.理解并掌握多路彩灯控制的基本原理和电路构成。
2.学习并应用电子元件选型、电路设计与搭建的方法。
3.学习并掌握编程控制多路彩灯的原理与技巧。
4.能够独立完成多路彩灯控制电路的设计与搭建。
5.能够利用编程语言对多路彩灯进行控制。
6.能够对电路进行调试与优化，实现彩灯的多彩效果。
情感态度价值观目标：1.培养学生动手实践的能力，提高学生对电子科技的兴趣。
2.培养学生团队合作的精神，提高学生的沟通交流能力。
3.培养学生关注生活中科技的应用，提高学生的科技素养。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.多路彩灯控制的基本原理与电路构成。
2.电子元件的选型与电路的设计方法。
3.编程控制多路彩灯的原理与技巧。
具体的教学内容安排如下：1.第一课时：介绍多路彩灯控制的基本原理与电路构成。
2.第二课时：学习电子元件的选型与电路的设计方法。
3.第三课时：学习编程控制多路彩灯的原理与技巧。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：讲解多路彩灯控制的基本原理、电子元件选型与电路设计方法。
2.实验法：动手实践，搭建多路彩灯控制电路，编程控制彩灯。
3.案例分析法：分析生活中的多路彩灯控制案例，引导学生关注科技的应用。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：《电子电路基础》、《编程控制技术》。
2.参考书：电子元件选型手册、编程语言参考手册。
3.多媒体资料：教学PPT、实验操作视频。
4.实验设备：多路彩灯控制实验套件、编程器、电子元件等。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：包括课堂参与度、小组讨论、提问回答等，占总评的30%。
2.作业：包括电路设计、编程练习等，占总评的20%。
3.实验报告：包括实验过程、结果分析等，占总评的20%。
4.期末考试：包括理论知识、动手操作等，占总评的30%。
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专业班级学号姓名成绩
多路彩灯控制器
一、实验目的
1．通过实验初步了解EDA的作用。
2．.熟悉ISdesign EXPERT System软件的使用方法,使自己能更加熟练的操作. 增强自己实际动手能力,独立解决问题的能力.
二、实验仪器
计算机，EDA试验箱，ISdesign EXPERT System软件，下载线。
三、设计要求
设计一个彩灯控制器，使彩灯（LED管）能连续发出6种以上不同的显示型式；具有六种花型循环变化，整个系统共有3个输入信号；控制彩灯节奏快慢的基准时钟信号CLK-IN，系统清零信号CLK，彩灯节奏快慢选择开关CHOSE_KEY;共有16个输出信号LED[15，0]分别用于控制十六路彩灯。
四、设计方案
我们用VHDL语言设计了一个十六路彩灯控制器,六种花型循环变化,有清零开关,并且可以选择快慢两种节拍。
工作原理:整个系统共有三个输入信号CP、S和K,十六路输出信号。
时钟信号CP由外部输入到节拍发生器,节拍选择信号S先输入到控制器,再由控制器输出选择控制信号Y到节拍发生器,随时控制快慢节拍的转换。
节拍发生器产生的节拍信号分别输出到控制器、编码电路和驱动电路。
编码电路输出反馈信号给控制器,控制器输出信号控制编码电路的各个子模块交替工作,产生六种花型,再由驱动电路将信号输出到彩灯。
K为清零信号,由外部输入到控制器,K=0时,系统回到等待状态,彩灯全灭;K=1时,系统工作。
结构框图如图8-5所示。
五、源程序
library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
---- Uncomment the following library declaration if instantiating
---- any Xilinx primitives in this code.
--library UNISIM;
--use UNISIM.VComponents.all;
entity caideng is port( clk: in std_logic;
clr: in std_logic;
led: out std_logic_vector( 7 downto 0)); end caideng;
architecture Behave of caideng is signal cnt: std_logic_vector( 3 downto 0);
begin process(clr,clk) begin if clr='0' then
cnt<="0000"; elsif clk'event and clk='1' then
cnt<=cnt+1;
end if;
end process; process(cnt) begin case cnt is
when "0000" => led<="11111111";
when "0001" => led<="10101010"; when "0010" => led<="11001100"; when "0011" => led<="11110000"; when "0100" => led<="00110011"; when "0101" => led<="00001111"; when "0110" => led<="00000011";
when "0111" => led<="00000000"; when "1000" => led<="01010101";
when "1001" => led<="11111100"; when "1010" => led<="11110000";
when "1011" => led<="11001100"; when "1100" => led<="00001111"; when "1101" => led<="00110011"; when "1110" => led<="01010101"; when "1111" => led<="00000000";
when others => led<="11111111"; end case; end process; end Behave;
六、仿真图
1、综合图
2、波形图
波形分析
从仿真波形图中可以看出，低电平为亮，高电平为灭。
Clk表示时钟，其上升沿的时候灯型变换，clr是清零端（即复位端），低电平有效，当clr为1的时候，彩灯按预先的程序变换。
即：11111111";"10101010";"11001100";"11110000";"00110011";"00001111"; "00000011";"00000000";"01010101";"11111100";"11110000"; "11001100"; "00001111"; "00110011"; "01010101";"00000000"; 3、编译图
4. 将所有程序进行器件适配，成功后设定管脚
5、下载程序
6、实际电路图
七、心得体会
在整个设计过程中，我熟悉掌握了ISdesign EXPERT System软件的使用方法，并且了解了怎样综合，下载，仿真等过程。
通过这能够锻炼我们独立思考设计及查阅相关资料的能力，以及对待问题时的态度和处理事情的能力。
此外，还要有足够的耐心和细心,遇到不理解不明白的地方要及时查找资料，在不断学习的过程中提升自己。
做什么事情都要踏实、严谨的对待，遇到困难不放弃，理论联系实际，在失败中总结经验，在成功中学习方法，不断提升自己。