基于VHDL的彩燈控制

隨著科技日新月異的發(fā)展，在現(xiàn)代生活中，彩燈作為一種景觀，安裝在建筑物的適當(dāng)?shù)胤揭皇亲鳛檠b飾增添節(jié)日氣氛，二是有一種廣告宣傳的作用;用在舞臺(tái)上增強(qiáng)晚會(huì)燈光效果。對(duì)動(dòng)態(tài)燈光實(shí)時(shí)控制的裝置很多，如電腦編程4路彩燈控制器、CEC電腦彩燈控制器、EPROM程控編碼彩燈控制器和計(jì)算機(jī)燈光控制系統(tǒng)。這些控制裝置均運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)和聲光技術(shù)，對(duì)被控?zé)艄庀到y(tǒng)按設(shè)定的變化方案進(jìn)行亮、滅燈控制，形成各種燈光圖案，有時(shí)還配以和諧的音樂，達(dá)到令人嘆為觀止的光、聲、色的綜合藝術(shù)效果。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用系統(tǒng)向著小型化、快速化、大容量、重量輕的方向發(fā)展，EDA(ElectronicDesign Automatic)技術(shù)的應(yīng)用引起電子產(chǎn)品及系統(tǒng)開發(fā)的革命性變革。VHDL語言作為可編程邏輯器件的標(biāo)準(zhǔn)語言描述能力強(qiáng)，覆蓋面廣，抽象能力強(qiáng)，在實(shí)際應(yīng)用中越來越廣泛。設(shè)計(jì)者的原始描述是非常簡(jiǎn)練的硬件描述，經(jīng)過EDA工具綜合處理，最終生成付諸生產(chǎn)的電路描述或版圖參數(shù)描述的工藝文件。整個(gè)過程通過EDA工具自動(dòng)完成，大大減輕了設(shè)計(jì)人員的工作強(qiáng)度，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量，減少了出錯(cuò)的機(jī)會(huì)。下面介紹在美國ALTERA公司的MAX+PLUSⅡ平臺(tái)上使用VHDL實(shí)現(xiàn)的彩燈控制電路。

1　一種簡(jiǎn)單的控制電路--VHDL編程彩燈控制電路

(1)由于CPLD(復(fù)雜可編程邏輯器件)/FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)可以重復(fù)無數(shù)次編程，在電路不做改動(dòng)的情況下，只需改變程序就可以靈活地調(diào)整彩燈圖案和變化方式，給燈光的變化帶來很大的方便。在電路中，如果以1代表亮燈，以0代表滅燈，由0，1按不同的規(guī)律組合代表不同的燈光圖案晚會(huì)彩燈控制。以8燈為例，該電路能使彩燈依次閃亮，呈現(xiàn)出流水的效果。

(2)花樣為彩燈1～8從右到左逐次點(diǎn)亮，又從左到右逐次點(diǎn)亮，全滅，全亮，循環(huán)往復(fù)。修改信號(hào)S的位數(shù)為5，輸出變量Q的1，0組合如下改變。

2　四花樣自動(dòng)切換的彩燈控制器

在電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，筆者設(shè)計(jì)了一種4花樣自動(dòng)切換的彩燈控制器。彩燈控制器的第1種花樣為彩燈從右到左，然后從左到右逐次點(diǎn)亮，全滅全亮，第2種花樣為彩燈兩邊同時(shí)亮1個(gè)逐次向中間移動(dòng)再散開;第3種花樣為彩燈兩邊同時(shí)亮2個(gè)逐次向中間移動(dòng)再散開;第4種花樣為彩燈兩邊同時(shí)亮3個(gè)，然后4亮4滅，4滅4亮，最后1滅1亮。多個(gè)花樣自動(dòng)變換，循環(huán)往復(fù)。時(shí)間間隔與前面一樣只修改輸出變量Q的0，1組合即可。

3　結(jié)　語

如果燈的顏色多種多樣則可以很方便的組成多種漂亮的方案。例如某晚會(huì)用紅綠黃3種彩燈采光，3組燈亮的順序是：紅燈亮—綠燈亮—黃燈亮—紅綠燈亮—綠黃燈亮—黃紅燈亮—全亮—全暗。重復(fù)以上過程?？梢院芊奖愕卦O(shè)計(jì)這3組彩燈的控制電路。在這里就不設(shè)計(jì)了。仿真正確后通過下載電纜下載到CPLD/FPGA芯片上即可。芯片可以重復(fù)使用無數(shù)次。只要擁有計(jì)算機(jī)，配上相應(yīng)的軟件就可以隨心所欲的改變彩燈的圖案，而且不受時(shí)間的限制。