多路彩灯控制器的VHDL的实现

　　一、多路彩灯控制器设计原理

　　设计一个彩灯控制程序器。可以实现四种花型循环变化，有复位开关。整个系统共有三个输入信号CLK，RST，SelMode，八个输出信号控制八个彩灯。时钟信号CLK脉冲由系统的晶振产生。各种不同花样彩灯的变换由SelMode控制。硬件电路的设计要求在彩灯的前端加74373锁存器。用来对彩灯进行锁存控制。此彩灯控制系统设定有四种花样变化，这四种花样可以进行切换，四种花样分别为：

　　（1）彩灯从左到右逐次闪亮。然后从右到左逐次熄灭。

　　（2）彩灯两边同时亮两个，然后逐次向中间点亮。

　　（3）彩灯从左到右两个两个点亮，然后从右到左两个两个逐次点亮。

　　（4）彩灯中间两个点亮。然后同时向两边散开。

　　二、多路彩灯控制器的VHDL的实现

　　本控制电路采用VHDL语言设计。运用自顶而下的设计思想，按功能逐层分割实现层次化设计。根据多路彩灯控制器的设计原理，将整个控制器分为四个部分，分别对应彩灯的四种变化模式、利用VHDL语言实现该功能程序如下：

　　LIBRARY IEEE;

　　USE IEEE.std_logic_1164.ALL;

　　USE IEEE.std_loglc_ARITH.ALL;

　　USE IEEE.std_logic_UNSIGNED.ALL;

　　ENTITY CaiDeng IS

　　port（CLK:IN std_logic;

　　RST:in std_logic;

　　SelMode:in std_logic_vector（1 downto 0）;--彩灯花样控制

　　Light:out std_logic_vector（7 downto 0））;

　　END CaiDeng;

　　ARCHIteCTURE control OF CaiDeng IS

　　SIGNAL clk1ms:std_logic：=‘0’;

　　SIGNAL cnt1:std_logic_vector（3 downto 0）：=“0000”;

　　SIGNAL ent2:std_logic_vector（1 downto 0）：=“00”;

　　SIGNAL cnt3:std_logic_vector（3 downto 0）：=“0000”;

　　SIGNAL cnt4:std_logic_vector（1 downto 0）：=“00”;

　　BEGIN

　　P1:PR0CESS（clk1ms）

　　BEGIN

　　if（clk1ms‘EVENT AND clk1ms=’1‘）then

　　if selmode=“00” then --第一种彩灯花样的程序

　　if cnt1=“1111” then

　　cnt1《=“0000”;

　　else cnt1《= cnt1+1;

　　end if;

　　case cnt1 is

　　when “0000”=》light《=“10000000”;

　　when “0001”=》light《=“11000000”;

　　when “0010”=》light《=“11100000”;

　　when “0011”=》light《=“11110000”;

　　when “0100”=》light《=“11111000”;

　　when “0101”=》light《=“11111100”;

　　when “0110”=》light《=“11111110”;

　　when “0111”=》light《=“11111111”;

　　when “1000”=》light《=“11111110”;

　　when “1001”=》light《=“11111100”;

　　when “1010”=》light《=“11111000”;

　　when “1011”=》light《=“11110000”;

　　when “1100”=》light《=“11100000”;

　　when “1101”=》light《=“11000000”;

　　when “1110”=》light《=“10000000”;

　　when others=》light《=“00000000”;

　　end case;

　　eLSIf selmode=“01” then -- 第二种彩灯花样的程序

　　if cnt2=“11” then

　　cnt2《=“00”;

　　else cnt2《= cnt2+1;

　　end if;

　　case cnt2 is

　　when “00”=》light《=“10000001”;

　　when “01”=》light《=“11000011”;

　　when “10”=》light《=“11100111”;

　　when “11”=》light《=“11111111”;

　　when others=》light《=“00000000”;

　　end ease;

　　elsif selmode=“10” then --第三种彩灯花样的程序

　　if cnt3=“1111” then

　　cnt3《=“0000”;

　　else cnt3《=cnt3+1;

　　end if;

　　case cnt3 is

　　when “0000”=》light《=“11000000”;

　　when “0001”=》light《=“01100000”;

　　when “0010”=》light《=“00110000”;

　　when “0011”=》light《=“00011000”;

　　when “0100”=》light《=“00001100”;

　　when “0101”=》light《=“00000110”;

　　when “0110”=》light《=“00000011”;

　　when “0111”=》light《=“00000110”;

　　when “1000”=》light《=“00001100”;

　　when “1001”=》light《=“00011000”;

　　when “1010”=》light《=“00110000”;

　　when “1011”=》light《=“01100000”;

　　when “1100”=》light《=“11000000”;

　　when others=》light《=“00000000”;

　　end case;

　　elsif selmode=“11” then -- 第四种彩灯花样的程序

　　if cnt4=“11” then

　　cnt4《=“00”;

　　else cnt4《= cnt4+1;

　　end if;

　　case cnt4 is

　　when “00”=》light《=“00011000”;

　　when “01”=》light《=“00111100”;

　　when “10”=》light《=“01111110”;

　　when “11”=》light《=“11111111”;

　　when others=》light《=“00000000”;

　　end ease;

　　end if;

　　end if;

　　END PROCESS P1;

　　P2:PROCESS（clk） --分频进程

　　variable cnt:integer range 0 to 1000;

　　BEGIN

　　IF（RST=’0‘）then

　　cnt：=0：

　　ELSIF（clk’EVENT AND clk=‘1’）then

　　if cnt《999 then

　　cnt：=cnt+1;

　　clk1ms《=‘0’;

　　else

　　cnt：=0;

　　clk1ms《=‘1’;

　　end if;

　　end if;

　　end PROCESS P2;

　　end cONtrol;

　　三、功能仿真及下载验证

　　各模块VHDL程序经过编译优化后，选择合适的目标芯片进行综合、管脚配置。本电路选用ALTERA公司的可编程逻辑芯片EPM7128SLC84-6，由MAX+Plus II进行仿真，从仿真波形可以看出，此程序可以实现四种不同花样彩灯的相互变换，每种花样彩灯可以循环变化。但是如果系统的固有频率很大，彩灯的闪烁速度非常快，看到的现象是每个花样的八个彩灯同时被点亮，为了实现绚丽多彩的景象，必须要在程序中加一个分频进程如上述程序的进程P2。

　　四、结束语

　　本次设计的程序已经在硬件系统上得到了验证，实验表明。此设计方法能够满足四种不同花样彩灯的变化要求，并且该方法便于扩展不同变化模式的彩灯花样，各个不同花样的相互转变是手动切换实现的。自动切换的方法笔者不再累述。