EDA课程设计 炫彩霓虹灯.docx
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EDA课程设计炫彩霓虹灯
一、设计说明
1、1设计思路
本设计要求用用彩色信号指示灯组L9~L26”中的L9~L17,L18~L26两组分别显示霓虹灯,并用动态数码管显示循环方式和循环次数。
方式一为中间的1个二极管先点亮保持,接着围绕其的4个二极管被点亮保持,然后所有的二极管被点亮,最后再按照相反的方式熄灭二极管,即4个角的二极管先熄灭,接着熄灭围绕中心的4个二极管,最后熄灭中间的一个二极管;方式二为中间一列二极管点亮,然后由左上角至右下角3个二极管点亮,接着中间一行二极管点亮,最后由右上角至左下角3个二极管点亮,结束后再循环一遍。
程序设置了clk1为频率输入控制信号,寄存器型变量J对CLK1上升沿信号进行计数,使图像按照一定的时间间隔和已经设计好的方式与次序循环变化,同时由计数显示模块对循环方式和循环次数进行计数。
方式一和方式二循环进行,完成一次循环后蜂鸣器报响一次。
为满足设计要求,本设计将全部分为彩色信号指示灯组模块和动态数码管显示模块进行实现,同时在要求外增加了蜂鸣器模块式设计内容更加完备。
1、2设计模块
本设计使用模块为彩色信号指示灯组模块、动态数码管显示模块和蜂鸣器模块。
彩色信号显示灯组L9--L26模块:
设置了clk1为频率输入控制信号,使图像按照一定的时间间隔和已经设计好的方式与次序循环变化。
设置了寄存器型变量J对CLK1上升沿信号进行计数,每当J加一时就变换值下一图案,当全部循环显示完成一次后置零,从而辅助达到控制显示图案的目的,显示图像如下所示。
真值表1
输入
输出
CLK1
CA0
CA1
CA2
CA3
CA4
CA5
CA6
CA7
CA8
0
0
0
0
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↑
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↑
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0
0
真值表2
输入
输出
CLK1
CB0
CB1
CB2
CB3
CB4
CB5
CB6
CB7
CB8
0
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0
0
0
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↑
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↑
0
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1
0
1
0
0
动态数码显示模块:
动态显示技术让不同的的数码管分时点亮。
即,某一个数码管的字段码从计算机的一个IO接口输出,通过SS0,SS1,ss2选通该数码管,让这个数码管显示自己的字符几个毫秒,然后将下一个数码管的字段码从计算机的同一个IO口输出。
通过SS0,SS1,ss2选通下一个数码管,让下一个数码管显示自己的字符几个毫秒,一次循环。
由于液晶显示的余辉效应和人眼的视觉迟滞,最后的效果是每一个数码管都在显示各自的字符却感觉到多个管子在同时显示数字。
动态数码管需要由两个信号来控制:
一是数选信号,用来选择显示的数字;二是位选信号,用来选择第几位数码管工作。
本设计中CLK2为输入频率信号,ss为位选信号,选用了三个数码管分别显示循环类型和循环次数。
蜂鸣器模块:
蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器,采用直流电压供电。
蜂鸣器模块含有一个BUZZER蜂鸣器和一个跳线器JBUZZER,当完成一次循环需要使蜂鸣器发生时,跳线器短接,同时独立拓展下载板JP2-CF的SPEAKER接高电平,蜂鸣器发声。
二、VerilogHDL设计源程序程序
moduleaaa(clk1,clk2,ca,cb,s,ss,v);//clk1控制各图像之间变化,clk2控制数码管,
outputca,cb,ss,v,s;
inputclk1,clk2;
reg[8:
0]ca,cb;//ca为L9-17,cb为L18-26
reg[2:
0]ss;//段选信号
reg[4:
0]n;//显示数字
reg[3:
0]x,y,z;//过程中用到的变量,x为个位,y为十位,z为循环方式
reg[3:
0]j;//控制循环
reg[6:
0]s;//控制动态数码管段位引线信号
regv;//控制蜂鸣器
always@(posedgeclk1)//变量j从0到14循环,控制图片切换
begin
v=0;//蜂鸣器置零
j=j+1;
if(j>14)
begin
j=0;
v=1;//完成一次循环,蜂鸣器响一次
end
always@(j)
begin
if(j==0)//开始按方式一循环
begin
ca=9'b000000000;
cb=9'b000000000;
z=1;
end
if(j==1)
begin
ca=9'b000010000;
cb=9'b000010000;
z=1;
end
elseif(j==2)
begin
ca=9'b010111010;
cb=9'b010111010;z=1;
end
elseif(j==3)
begin
ca=9'b111111111;
cb=9'b111111111;z=1;
end
elseif(j==4)
begin
ca=9'b010111010;
cb=9'b010111010;z=1;
end
elseif(j==5)
begin
ca=9'b000010000;
cb=9'b000010000;z=1;
end
elseif(j==6)
begin
ca=9'b000000000;
cb=9'b000000000;z=1;
end
elseif(j==7)//开始按方式二循环
begin
ca=9'b100100100;
cb=9'b100100100;z=2;
end
elseif(j==8)
begin
ca=9'b100010001;
cb=9'b100010001;z=2;
end
elseif(j==9)
begin
ca=9'b000111000;
cb=9'b000111000;z=2;
end
elseif(j==10)
begin
ca=9'b001010100;
cb=9'b001010100;z=2;
end
elseif(j==11)
begin
ca=9'b100100100;
cb=9'b100100100;z=2;
end
elseif(j==12)
begin
ca=9'b100010001;
cb=9'b100010001;z=2;
end
elseif(j==13)
begin
ca=9'b000111000;
cb=9'b000111000;z=2;
end
elseif(j==14)
begin
ca=9'b001010100;
cb=9'b001010100;z=2;
end
end//一次循环结束
always@(negedgeclk1)//计数显示模块
begin
if(j==14)
x=x+1;//个位加1信号
if(x>9&&y<9)//个位向十位进位信号
begin
x=0;
y=y+1;
end
elseif(x>9&&y==9)//计数满99后清零信号
begin
x=0;
y=0;
end
end
always@(posedgeclk2)//动态数码显示管段选信号
begin
if(ss<3'b010)
ss=ss+1;
else
ss=3'b000;
end
always@(ss)
begin
case(ss)
000:
n=z;
001:
n=y;
010:
n=x;
endcase
end
always@(n)//动态数码显示管数选段位引线信号
begin
case(n)
0:
s=7'b0111111;
1:
s=7'b0000110;
2:
s=7'b1011011;
3:
s=7'b1001111;
4:
s=7'b1100110;
5:
s=7'b1101101;
6:
s=7'b1111101;
7:
s=7'b0000111;
8:
s=7'b1111111;
9:
s=7'b1101111;
endcase
end
endmodule//程序结束
三、波形仿真图
四、管脚锁定及硬件连线
clk1inputPIN172clock低频组21号
clk2inputPIN170clock高频组H4号
ca0outputPIN198L9
ca1outputPIN197L10
ca2outputPIN196L11
ca3outputPIN195L12
ca4outputPIN193L13
ca5outputPIN192L14
ca6outputPIN191L15
ca7outputPIN190L16
ca8outputPIN189L17
cb0outputPIN187L18
cb1outputPIN179L19
cb2outputPIN177L20
cb3outputPIN176L21
cb4outputPIN175L22
cb5outputPIN174L23
cb6outputPIN173L24
cb7outputPIN93L25
cb8outputPIN92L26
S0outputPIN90A
S1outputPIN89B
S2outputPIN88C
S3outputPIN87D
S4outputPIN86E
S5outputPIN85F
S6outputPIN83G
SS0outputPIN73SS0
SS1outputPIN70SS1
SS2outputPIN68SS2
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