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1、毕 业 设 计题 目： 基于CPLD的彩灯控制器设计学院： 专业：电子信息工程班级：学号：学生：导师：完成日期： / 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与取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致的地方外，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 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
2、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、 进度安排与完成时间：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、撰写文献综述与开题报告 第4-5周 原理框图、总体方
3、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IAbstractII第1章 绪论11.1彩灯控制器的简介11.2 EDA技术的发展11.3 CPLD简介21.4 VHDL简介41.5 Quartus简介51.6课题发展现状和前景展望6第2章方案论证82.1方案一82.2方案二82.3最佳方案选择10第3章 模块设计与其功能113.1模块功能描述113.2时序控制模块113.2.1.时序控制模块部分程序：123.2.2 时序控制
4、模块波形仿真截图：133.2.3.时序控制电路生成元器件符号：133.3显示控制模块133.3.1 显示控制电路部分程序：153.3.2 显示控制模块波形仿真截图：163.3.3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184.1整体功能描述184.2设计原理184.3程序编译与仿真194.3.1 顶层模块设计程序：194.3.2 八路彩灯控制仿真波形：214.3.3 八路彩灯生成元器件符号：214.4、管脚分配224.5 硬件测试234.6 本章小结23第5章总结25致27参考文献28附录管脚设定和元器件清单29基于CPLD的彩灯控制器的设计摘 要本文介绍了以VHDL为
5、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。时序控制模块主要根据输入信号的不同频率，选择不同的时钟信号输送到彩灯显示控制模块，从而达到控制彩灯闪烁速度的快慢。显示控制模块主要是通过状态机实现八路彩灯的四种大花型，二十九种状态的循环显示。在设计中采用VHDL语言对时序控制模块和显示控制模块进行底层文件设计，然后通过调用底层文件完成八路彩灯控制器顶层文件的设计。 最后通过Quartus软件仿真，对各模块的波形仿真结果进行了分析，再通过硬件下载验证，完成了本次设计要求的各项指标。关键词: CPLD；VHDL;彩灯控制; 时序控制模块；显示控制模块；The design o
6、f colored lantern controller based on CPLDAbstract:This article describes eight-way lights control system based on the VHDL, This system is designed primarily include: timing control module, display control module.Timing Control Module is mainly based on the input signals of different frequencies, d
7、ifferent clock signals to the lantern display control module to control speed of lantern light.Display control module is mainly through the state machine implementation of four eight-way lights pattern, according to cycle in 29 States.In the design of the language used for VHDL timing control module
8、 and the display control module to the underlying file, and then design the underlying file is complete by calling eight-way controller lantern design top-level file.Finally through QuartusII software emulation of the module, and the waveform simulation results are analyzed, and verified through har
9、dware downloads, Completed the design requirements of the indicators.Key words：CPLD; VHDL; Lantern controller;Timing control module;Display control module 第1章 绪论1.1彩灯控制器的简介彩灯控制是以彩灯为主，从调光灯、触摸灯和延迟灯电子控制器到节能灯、遥控灯和自控方便灯电子控制器的专业设备，种类繁多。目前市场上彩灯控制器的样式有可编程彩灯控制器、CEC电脑彩灯控制器、EPROM程控编码彩灯控制器，声控彩灯，音乐彩灯控制器，简易循环彩灯，红
10、外线遥控彩灯控制器等。目前应用最为广泛的是可编程彩灯控制器。在编程器中编好各种彩灯花样变化的程序,经检查正确无误后送到可编程控制器中运行,控制器输出端就可以驱动多路彩灯点亮,其彩灯花样变化与各花样之间的转换均可实现自动完成,这就是可编程彩灯控制器的杰作,它使得彩灯变化更加丰富多彩漂亮迷人,这是迄今为止任何一种其他彩灯控制器所无法比拟的。彩灯控制器技术在国外已经得到了广泛的应用，国的应用正在渗透到传统的家电领域、通信领域、装饰领域与待开发的领域。在装饰领域方面，采用彩灯控制电路，加强了人机联系，如会显示数字和汉字的大型彩灯组，从而有效的提高审美观念，为了方便使用者，更为人们所熟悉，大至工业领域，
11、小到玩具、彩灯控制器的应用都十分广泛。1.2 EDA技术的发展（1）20世纪70年代的计算机辅助设计CAD阶段早期的电子系统硬件设计采用的是分立元件，随着集成电路的出现和应用，硬件设计进入到发展的初级阶段.初级阶段的硬件设计大量选用中，小规模标准集成电路 由于设计师对图形符号使用数量有限，因此传统的手工布图方法无法满足产品复杂性的要求，更不能满足工作效率的要求。 （2）20世纪80年代的计算机辅助工程设计CAE阶段初级阶段的硬件设计是用大量不同型号的标准芯片实现电子系统设计的。随着微电子工艺的发展，相继出现了集成上万只晶体管的微处理器，集成几十万直到上百万储存单元的随机存储器和只读存储器。伴随
12、着计算机和集成电路的发展，EDA技术进入到计算机辅助工程设计阶段。20世纪80年代初推出的EDA工具则以逻辑模拟、定时分析、故障仿真、自动布局和布线为核心，重点解决电路设计没有完成之前的功能检测等问题。利用这些工具，设计师能在产品制作之前预知产品的功能与性能，能生成产品制造文件，使设计阶段对产品性能的分析前进了一大步。（3）20世纪90年代电子系统设计自动化EDA阶段 为了满足千差万别的系统用户提出的设计要求，最好的办法是由用户自己设计芯片，让他们把想设计的电路直接设计在自己的专用芯片上.微电子技术的发展，特别是可编程逻辑器件的发展,使得微电子厂家可以为用户提供各种规模的可编程逻辑器件，使设计
13、者通过设计芯片实现电子系统功能。20世纪90年代，设计师逐步从使用硬件转向设计硬件，从单个电子产品开发转向系统级电子产品开发。1.3 CPLD简介CPLD (Complex Programmable Logic Device)复杂可编程逻辑器件，是从PAL和GAL器件发展出来的器件，相对而言规模大，结构复杂，属于大规模集成电路围。是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆（“在系统”编程）将代码传送到目标芯片中，实现设计的数字系统。CPLD 主要是由可编程逻辑宏单元(MC，Macro Cell)围绕中心的可编程互连矩阵单元组成。其中MC结构较复杂，并具有复杂的I/O单元互连结构，可由用户根据需要生成特定的电路结构，完成一定的
