基于VHDL的彩灯控制

随着科技日新月异的发展，在现代生活中，彩灯作为一种景观，安装在建筑物的适当地方一是作为装饰增添节日气氛，二是有一种广告宣传的作用；用在舞台上增强晚会灯光效果。对动态灯光实时控制的装置很多，如电脑编程4路彩灯控制器、CEC电脑彩灯控制器、EPROM程控编码彩灯控制器和计算机灯光控制系统。这些控制装置均运用计算机技术、电子技术和声光技术，对被控灯光系统按设定的变化方案进行亮、灭灯控制，形成各种灯光图案，有时还配以和谐的音乐，达到令人叹为观止的光、声、色的综合艺术效果。随着电子技术的发展，应用系统向着小型化、快速化、大容量、重量轻的方向发展，EDA（ElectronicDesign Automatic）技术的应用引起电子产品及系统开发的革命性变革。VHDL语言作为可编程逻辑器件的标准语言描述能力强，覆盖面广，抽象能力强，在实际应用中越来越广泛。设计者的原始描述是非常简练的硬件描述，经过EDA工具综合处理，最终生成付诸生产的电路描述或版图参数描述的工艺文件。整个过程通过EDA工具自动完成，大大减轻了设计人员的工作强度，提高了设计质量，减少了出错的机会。下面介绍在美国ALTERA公司的MAX＋PLUSⅡ平台上使用VHDL实现的彩灯控制电路。  

1 一种简单的控制电路--VHDL编程彩灯控制电路

（1）由于CPLD（复杂可编程逻辑器件）／FPGA（现场可编程门阵列）可以重复无数次编程，在电路不做改动的情况下，只需改变程序就可以灵活地调整彩灯图案和变化方式，给灯光的变化带来很大的方便。在电路中，如果以1代表亮灯，以0代表灭灯，由0，1按不同的规律组合代表不同的灯光图案晚会彩灯控制。以8灯为例，该电路能使彩灯依次闪亮，呈现出流水的效果。  

（2）花样为彩灯1～8从右到左逐次点亮，又从左到右逐次点亮，全灭，全亮，循环往复。修改信号S的位数为5，输出变量Q的1，0组合如下改变。

2 四花样自动切换的彩灯控制器

在电子技术实验教学中，笔者设计了一种4花样自动切换的彩灯控制器。彩灯控制器的第1种花样为彩灯从右到左，然后从左到右逐次点亮，全灭全亮，第2种花样为彩灯两边同时亮1个逐次向中间移动再散开；第3种花样为彩灯两边同时亮2个逐次向中间移动再散开；第4种花样为彩灯两边同时亮3个，然后4亮4灭，4灭4亮，最后1灭1亮。多个花样自动变换，循环往复。时间间隔与前面一样只修改输出变量Q的0，1组合即可。  

3 结语

如果灯的颜色多种多样则可以很方便的组成多种漂亮的方案。例如某晚会用红绿黄3种彩灯采光，3组灯亮的顺序是：红灯亮—绿灯亮—黄灯亮—红绿灯亮—绿黄灯亮—黄红灯亮—全亮—全暗。重复以上过程。可以很方便地设计这3组彩灯的控制电路。在这里就不设计了。仿真正确后通过下载电缆下载到CPLD／FPGA芯片上即可。芯片可以重复使用无数次。只要拥有计算机，配上相应的软件就可以随心所欲的改变彩灯的图案，而且不受时间的限制。