EDA课程设计-彩灯控制器的设计.doc

目录 第1章 EDA介绍与彩灯控制器的设计方案 2 1.1 EDA简介 2 1.2系统设计要求 2 第2章 彩灯控制器的设计原理 3 2.1设计方案 3 2.2时序控制模块 3 第3章 程序设计和程序仿真图形分析 5 3.1时序控制电路模块程序 5 第4章 硬件测试 11 第5章 心得体会 12 参考文献 13 第1章 EDA介绍与彩灯控制器的设计方案 1.1 EDA简介 　　EDA设计是一种新的电子设计方法 ,在现代电子设计中占有十分重要的地位。为使广大初学者能尽快掌握EDA技术 ,我们以深入浅出的方法探索一种学习EDA技术的新方法。 EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言HDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可记性，减轻了设计者的劳动强度。　　这些器件可以通过软件编程而对其硬件结构和工作方式进行重构，从而使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷。这一切极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程和设计观念，促进了EDA技术的迅速发展。 　　EDA设计可分为系统级、电路级和物理实现级。　　EDA常用软件：EDA工具层出不穷，目前进入我国并具有广泛影响的EDA软件有：multiSIM7(原EWB的最新版本)、PSPICE、OrCAD、PCAD、Protel、Viewlogic、Mentor、Graphics、Synopsys、LSIIogic、Cadence、MicroSim，ISE，modelsim等等。这些工具都有较强的功能，一般可用于几个方面，例如很多软件都可以进行电路设计与仿真，同进还可以进行PCB自动布局布线，可输出多种网表文件与第三方软件接口。 1.2系统设计要求 设计一个多路彩灯控制器，十六种彩灯能循环变化，有清零开关，可以变化彩灯闪动频率即是可以选择快慢两种节拍。 第2章 彩灯控制器的设计原理 2.1设计方案 整个系统有三个输入信号，分别为控制快慢的信号OPT,复位清零信号CLR,输出信号是16路彩灯输出状态。 2-1-1系统框图 主要模块组成：时序控制电路模块和显示电路模块，时序控制电路是根据输入信号的设置得到相应的输出信号，并将此信号作为显示电路的时钟信号；显示电路输入时钟信号的周期，有规律的输出设定的六种彩灯变化类型。 2.2时序控制模块 CLK为输入时钟信号，电路在时钟上升沿变化；CLR为复位清零信号，高电平有效，一旦有效时，电路无条件的回到初始状态；OPT为频率快慢选择信号，低电平节奏快，高电平节奏慢；CLKOUT为输出信号，CLR有效时输出为零，否则，随OPT信号的变化而改变。 我们假设时序控制电路所产生的控制时钟信号的快慢两种节奏分别为输入时钟信号频率的1/4和1/8，因而输出时钟控制信号可以通过对输入时钟的计数来获得。当opt为低电平时，输出没经过两个时钟周期进行翻转，实现四分频的快节奏；当opt为高电平时，输出每经过四个时钟周期进行翻转，实现把八分频的慢节奏。 显示控制电路的模块框图如图所示，输入信号clk和clr的定义与时序控制电路一样，输入信号led[15...0]能够循环输出16路彩灯16种不同状态的花型。对状态的所对应的彩灯输出花型定义如下： S0:00000 S1:10001 S2:00010 S3:10011 S4:00100 S5:10101 S6:00110 S7:10111 S8:01000 S9:11001 S10:01010 S11:11011 S12:01100 S13:11101 S14:01110 S15 :11111 多路彩灯在多种花型之间的转换可以通过状态机实现，当复位信号clr有效时，彩灯恢复初始状态s0，否则，每个时钟周期，状态都将向下一个状态发生改变，并对应输出的花型，这里的时钟周期即时时序控制电路模块产生的输出信号，它根据opt信号的不同取值得到两种快慢不同的时钟频率。 clr 第3章 程序设计和程序仿真图形分析 3.1时序控制电路模块