彩燈顯示控制一

1、燕 山 大 學 課 程 設 計 說 明 書燕山大學 課 程 設 計 說 明 書題目： 彩燈顯示控制一 學院（系）：電氣工程學院 年級專業(yè)： 2011級應用電子 學 號： 學生姓名： 指導教師： 鄭兆兆 李婷 教師職稱： 實驗師 實驗師 燕山大學課程設計（論文）任務書院（系）：電氣工程學院 基層教學單位：電子實驗中心 學 號學生姓名專業(yè)（班級）應用電子設計題目彩燈顯示控制一設計技術參數(shù)有8個LED，L1、L2L8，顯示方式為先奇數(shù)燈（L1開始）依次滅，再偶數(shù)燈滅，再由L1到L8依次滅； 顯示間隔為1s和2s可調。循環(huán)一次提示音間歇蜂鳴5秒。數(shù)碼管計數(shù)顯示循環(huán)次數(shù)。循環(huán)10次停止工作。設計要求控制

2、“指示燈L1-L8”；控制時鐘頻率以滿足顯示間隔要求。用動態(tài)數(shù)碼管顯示。蜂鳴器實現(xiàn)提示音。工作量學會使用Max+PlusII軟件、Verilog HDL語言和實驗箱；獨立完成電路設計，編程下載、連接電路和調試；參加答辯并書寫任務書。工作計劃1. 了解EDA的基本知識，學習使用軟件Max+PlusII，下發(fā)任務書，開始電路設計；2. 學習Verilog HDL語言，用Verilog HDL進行程序設計3. 學習使用實驗箱，繼續(xù)電路設計；4. 完成電路設計；5. 編程下載、連接電路、調試和驗收；6. 答辯并書寫任務書。參考資料數(shù)字電子技術基礎.閻石主編.高等教育出版社.EDA課程設計A指導書.鄭兆

3、兆等編.指導教師簽字鄭兆兆 李婷基層教學單位主任簽字李鑫濱 2014年1月10號目錄第一章 彩燈顯示控制一設計說明.41.1 設計思路.41.2 模塊介紹.41.3 真值表.5 1.4 原理圖.6第二章 Verilog HDL設計源程序 .6第三章 波形仿真圖.12第四章 管腳鎖定及硬件連線.15第五章 總結.16 參考文獻.17評審意見表.18第一章 彩燈顯示控制一設計說明1.1設計思路 本課程設計實現(xiàn)了對彩燈顯示控制的設計。LED，L1、L2L8，顯示方式為先奇數(shù)燈（L1開始）依次滅，再偶數(shù)燈滅，再由L1到L8依次滅， 循環(huán)一次提示音蜂鳴5秒。數(shù)碼管計數(shù)顯示循環(huán)次數(shù)。循環(huán)10次停止工作，顯

4、示間隔為1s和2s可調。 根據(jù)任務書的要求，在程序中使用開關從兩個頻率中選擇一個作為時鐘信號，從而實現(xiàn)顯示時間間隔可調。在用計數(shù)器記錄彩燈顯示的17種狀態(tài)的輸入輸出，從而實現(xiàn)彩燈的點亮控制。每次循環(huán)結束，記一次數(shù)，實現(xiàn)循環(huán)次數(shù)的記錄，使其在數(shù)碼管上顯示數(shù)值。每次循環(huán)結束，蜂鳴器高電平，5秒后蜂鳴器低電平。1.2 模塊介紹本次設計包括了CLK1,CLK2,CLKH,switch,四個輸入和LED, GE,SS, FM四個輸出。其中三個時鐘頻率CLK1，CLK2，CLKH，一個開關switch作為選擇時鐘信號。輸出LED為八位，7為高位，0為低位，所對應紅色信號指示燈組L1-L8。輸出SS為三位，

5、2為高位，0為低位，為動態(tài)數(shù)碼管的位選信號。輸出GE為七位，6為高位，0為低位。所對應的段選信號，以實現(xiàn)數(shù)碼管的輸出。程序還將用到動態(tài)數(shù)碼管和蜂鳴器。頻率選擇：CLK1：0.5HZ，CLK21HZ，CLKH4096HZ。開關：switch為高時CLK1作為時鐘信號，switch為低時CLK2作為時鐘信號。 紅色信號指示燈由A的狀態(tài)決定L0-L7的不同變化。 動態(tài)數(shù)碼管：通過高頻時鐘信號CLKH，使M在0和1間高速變換，從而使片選信號SS在01和00間快速的變化。由循環(huán)次數(shù)SHU為敏感信號通過CASE語句對GE進行賦值，實現(xiàn)對動態(tài)數(shù)碼管的顯示。蜂鳴器：已CLK2為敏感信號，通過進位輸出C=1時使

6、FM=1并通過QQ進入5秒倒計時。5秒后FM=0。當下次C=1時，重復上述步驟。第 15 頁 共 20 頁1.3真值表1.31:彩燈顯示真值表AA4A3A2A1A0LED7LED6LED5LED4LED3LED2LED1LED0000000111111111000011111111020001011111010300011111010104001001010101050010110101000600111101000007001111000000080100000000000901001111111111001010111111101101011111111001201100111110001

7、30110111110000140111011100000150111111000000161000010000000171000100000000132：數(shù)碼管顯示真值表輸入輸出輸入輸出SS2SS1SS0SHUG6G5G4G3G2G1G0字型SS2SS1SS0SHUG6G5G4G3G2G1G0字型000000001111110001000001111110000000101111110001000100001101000001001111110001001010110112000001101111110001001110011113000010001111110001010011001104

8、0000101011111100010101110110150000110011111100010110111110160000111011111100010111000011170001000011111100011000111111180001001011111100011001110111190001010000011010011010011111101.4 原理圖第2章 Verilog HDL設計源程序module zcz(switch,CLK1,CLK2,CLKH,LED,GE,SS,FM);input CLK1,CLK2,CLKH; /定義三個時鐘頻率CLK1：0.5HZ CLKH

9、4096HZ CLK21HZinput switch;output FM;output 6:0GE;output 7:0LED;output 2:0SS;reg FM;reg C;wire CLK;reg6:0GE;reg4:0SHU;reg4:0A;reg7:0LED;reg 2:0QQ;reg M;reg 2:0SS;assign CLK=(switch&CLK1)|(switch&CLK2);/switch開關控制LED顯示頻率always(posedge CLK) /A的記數(shù)摸塊begin if (A=17) begin A=5d0; SHU=SHU+1; C=1b1; end els

10、e if (SHU=10) begin SHU=10; A=5d0; C=d0; end else begin SHU=SHU; A=A+1b1; C=0; endendalways(A) /紅色信號燈控制模塊begin case(A)0:LED=b11111111;1:LED=b11111110;2:LED=b11111010;3:LED=b11101010;4:LED=b10101010;5:LED=b10101000;6:LED=b10100000;7:LED=b10000000;8:LED=b00000000;9:LED=b11111111;10:LED=b11111110;11:LE

11、D=b11111100;12:LED=b11111000;13:LED=b11110000;14:LED=b11100000;15:LED=b11000000;16:LED=b10000000;17:LED=b00000000;endcaseendalways(posedge CLKH) /動態(tài)數(shù)碼管顯示模塊beginM=M+1;if(M=0)begin SS=3b001; case(SHU)0:GE=7b0111111;1:GE=7b0000110;2:GE=7b1011011;3:GE=7b1001111;4:GE=7b1100110;5:GE=7b1101101;6:GE=7b11111

12、01;7:GE=7b0000111;8:GE=7b1111111;9:GE=7b1101111;10:GE=7b0111111;endcaseendelsebeginSS=3b000;case(SHU)0:GE=7b0111111;1:GE=7b0111111;2:GE=7b0111111;3:GE=7b0111111;4:GE=7b0111111;5:GE=7b0111111;6:GE=7b0111111;7:GE=7b0111111;8:GE=7b0111111;9:GE=7b0111111;10:GE=7b0000110;endcaseendendalways(posedge CLK2)

13、 /蜂鳴器模塊begin if(C)FM=1;if(FM=1) begin if(QQ5) QQ=QQ+1; else begin QQ=0;FM=0; end endendendmodule第三章 波形仿真圖例題波形仿真圖：cnt_dec7s波形仿真圖cnt4e 波形仿真圖dec7s波形仿真圖課設波形仿真圖：1 .下圖為彩燈10次循環(huán)的波形仿真圖。由switch通過控制CLK1：0.5HZ，CLK2:1HZ來調節(jié)時間間隔。當switch為高電平時CLK1提供時鐘信號顯示間隔為2s，當switch為低電平時CLK2提供時鐘信號顯示間隔為1s。蜂鳴信號FM在每次循環(huán)結束時，有5s高電平。圖一為時

14、間間隔為2s時圖形，圖二為時間間隔為1s時圖形。 圖一圖二2.圖三是彩燈循環(huán)一次的波形仿真圖，每循環(huán)一次FM輸出5秒高電平即蜂鳴器響五秒。LED0LED7分別和紅色信號指示燈組 L1L8相連，高電平時指示燈亮。圖三3圖四為數(shù)碼管的顯示，此圖是循環(huán)一次后，CLKH:4096HZ提供高頻率的信號，使SS快速在000和001之間變化，數(shù)碼管此時顯示01。 圖四第四章 管腳鎖定及硬件連線4.1 管腳鎖定switch PIN39CLK1 PIN197 CLKH2 PIN192CLKH PIN195FM PIN38SS0 PIN177SS1 PIN187SS2 PIN190GE0 PIN93GE1 PIN

15、90GE2 PIN88GE3 PIN86GE4 PIN83GE5 PIN92GE6 PIN89LED0 PIN12LED1 PIN13LED2 PIN14LED3 PIN15LED4 PIN17LED5 PIN18LED6 PIN19LED7 PIN244.2硬件連線 PIN197 低頻率組A 22PIN195 中頻率組C 9PIN192 低頻率組B 21PIN177 數(shù)碼管位控信號SS0PIN187 數(shù)碼管位控信號SS1 PIN190 數(shù)碼管位控信號SS2PIN93 數(shù)碼管段位引線信號接線組APIN90 數(shù)碼管段位引線信號接線組BPIN88 數(shù)碼管段位引線信號接線組CPIN86 數(shù)碼管段位引

16、線信號接線組DPIN83 數(shù)碼管段位引線信號接線組EPIN92 數(shù)碼管段位引線信號接線組FPIN89 數(shù)碼管段位引線信號接線組GPIN12 紅色信號指示燈組 L1PIN13 紅色信號指示燈組 L2PIN14 紅色信號指示燈組 L3PIN15 紅色信號指示燈組 L4PIN17 紅色信號指示燈組 L5PIN18 紅色信號指示燈組 L6PIN19 紅色信號指示燈組 L7PIN24 紅色信號指示燈組 L8第5章 總結 在這次為期兩周的課程設計中，我從一開始的懵懵懂懂到完成最終的題目的設計以及下箱。在這個過程中我收獲了很多，尤其是編程部分一開始感覺很多語法都不會，寫完之后調試出現(xiàn)了許多錯誤，當時就有點崩

17、潰的感覺，不過還好的是在老師和同學的幫助下最終完成了程序的設計。 總的來說，在這次的課程設計，我受益頗多。不僅在老師的指導下學會軟件MAX+plus的基礎使用方法,鍛煉了我們動手動腦能力，也使我懂得了理論和實踐相結合的重要性。光有理論知識是遠遠不夠的，要把所學的理論知識和實踐結合起來，來能提高自己的實際動手和獨立思考能力。在設計過程中遇到問題是，我們要有耐心地查找錯誤，不能慌亂，才能找到問題的所在并解決。在我的努力同學的幫助一集指導老師的指引下我圓滿地完成了彩燈顯示控制一的設計，實現(xiàn)了設計目的。 最后我要對指導老師不耐其煩的悉心指導和同學的幫助表示衷心的感謝！參考文獻 1 強錫富. 傳感器. 機械工業(yè)出版社，2001年 2 李科杰. 新編傳感器技術手冊. 國防工業(yè)出版社，2002年3 賈伯年. 傳感器技術. 東南大學出版社，1992年4 楊寶清.孫寶元. 傳感器及其應用手冊. 2004年5 單成祥. 傳感器的