2023年7月14日发(作者：)

北京化工大学北方学院

课程设计报告

课程名称 控制工程课程设计

专业、班级

学 号

姓 名

指导教师

设计时间 2012.9.24-2012.10.19

2012年 10 月 20 日

1 一、

引言（简要说明设计题目的目的、意义、内容、主要任务等）

目的：学习跑马灯的设计；

增进对一些实际问题的软、硬件知识的掌握；

初步掌握VHDL语言中时序逻辑的设计实现；

熟练掌握根据波形仿真结果进行验证设计的过程；

内容：学习VHDL的CASE语句应用， 学习简单时序电路的设计、仿真；

任务：按照老师的课堂要求，完成规定的跑马灯的设计；

意义： 锻炼学生的动手能力以及学习软件与硬件结合的能力；

让我们达到实际操作的要求，为以后步入社会打下一点基础；

二、 正文（课程设计的主要内容，包括实验与观测方法和结果、仪器设备、计算方法、编程原理、数据处理、设计说明与依据、加工整理和图表、形成的论点和导出的结论等。正文内容必须实事求是、客观真切、准确完备、合乎逻辑、层次分明、语言流畅、结构严谨，符合各学科、专业的有关要求。）

仪器设备：数字电路实验箱EDA软件；

设计要求：

控制8个LED进行花式显示，设计4种显示模式：

S0：从左到右逐个点亮LED；

S1：从右到左逐个点亮LED；

S2：从两边到中间逐个点亮LED；

S3：从中间到两边逐个点亮LED；

4种模式循环切换，复位键（rst）控制系统的运行和停止。

2

设计方法：

采用文本编辑法，即利用VHDL语言描述跑马灯，代码如下；

软件程序：

LIBRARY ieee;

USE _logic_;

USE _logic_;

ENTITY led IS

PORT(clk:in std_logic;

rst:in std_logic;

q:out std_logic_vector(7 downto 0));

end;

architecture one of led is

type states is(s0,s1,s2,s3);

signal present:states;

signal q1:std_logic_vector(7 downto 0);

signal count:std_logic_vector(3 downto 0);

begin

process(clk,rst)

begin if rst='1' then

present<=s0;

q1<=(others=>'0');

elsif clk'event and clk='1' then

case present is

when S0=>if q1="00000000"then

q1<="10000000";

else

if count="0111"then

count<=(others=>'0');

q1<="00000001";

present<=s1;

else q1<=q1(0)&q1(7 downto 1);

count<=count+1;

present<=s0;

end if;

end if;

when s1=>if count="0111"then

count<=(others=>'0');

q1<="10000001";

present<=s2;

else q1<=q1(6 downto 0)&q1(7);

3 count<=count+1;

present<=s1;

end if;

when s2=>if count="0111"then

count<=(others=>'0');

q1<="00011000";

present<=s3;

else q1(7 downto 4)<=q1(4)&q1(7 downto 5);

q1(3 downto 0)<=q1(2 downto 0)&q1(3);

count<=count+1;

present<=s2;

end if;

when s3=>if count="0111" then

count<=(others=>'0');

q1<="10000000";

present<=s0;

else q1(7 downto 4)<=q1(6 downto 4)&q1(7);

q1(3 downto 0)<=q1(0)&q1(3 downto 1);

count<=count+1;

present<=s3;

end if;

end case;

end if;

end process;

q<=q1;

end;

仿真结果：

跑马灯的功能仿真结果如图a,b所示，其时序仿真结果如图c,d所示．观察波形可知，随着不同输入信号的输入，从而得到不同的输出，最终实现了跑马灯的功能。

4

功能仿真图如下：

图a

图 b

时序仿真图如下：

5 图c

图d

6 三、 结论（应当准确、完整、明确精练；也可以在结论或讨论中提出建议、设想、尚待解决问题等。）

心得体会：

我意识到了知识的乐趣性，并且感觉到当知识运用于实践的时候是一件多么开心的事情。我也发现自己的知识功底还远远不够，平时不仅要将知识点理解掌握，还得勤动手做实验，在以后的学习中我会更加努力，在掌握理论知识的基础上，提高自己的动手能力。

建议：

我希望老师在我们做设计之前应先告诉我们一些关于EDA实验的一些相关知识以及软件知识的一些介绍，如何理解性的记忆软件程序的操作与应用，这样会有助于我们更加理解设计的思路，进一步的进入状态完成设计，以及将来应用到实际工作当中。

结论：

系统完成了一种显示方式后就会自动进入下一种设定好的显示模式，如此反复循环。当需要程序复位时，只需按下rst键即可，程序不管走都那里，执行那条语句，只要确定复位键按下时，程序立刻返回到程序执行语句的第一步，程序接着进行新的循环点亮。

四、

参考文献

【1】张艳春. 《数字电子系统的EDA设计方法研究 》. 现代电子技术 2009年；

【2】赵伟军；《Protel99se教程》.北京 . 人民邮电出版社 1996年；

【3】金西.《VHDL与复杂数字系统设计》.西安 .西安电子科技大学出版社 2003年；

7

【4】汉泽西《EDA技术及其应用》 .北京 .北京航空航天大学出版社. 2004年；

【5】贾士鹃. 基于USB2.0的综合虚拟测试仪的研究与开发 . 南京理工大学 2008年；

【6】马花萍. 基于单片机的数据采集卡的设计 . 内江科技 2010年；

五、

指导教师评语

签名：

年 月 日

课程设计成绩（五级分制）

8