FPGA实现呼吸灯功能实验

 

硬件环境以及具体要求：

　　1.系统时钟为50MHz， 2.从灭到亮和从亮到灭的时间均为2s。

要求和基本原理都已经知道了，下面就能够来开始咱们的设计。

　　既然要求咱们从灭到亮的时间是2s，咱们就能够把这2s分红1000段，而后在这个1000段里边，依次让灯亮的时间增长。又由于咱们的灯亮时间是依次递增的，因此咱们能够使在后一个2/1000s的灯亮时间与前一个2/1000s的灯亮时间增长2/1000s的1/1000，也就是依次增长2us.即在第一个2/1000s中亮0s,第二个2/1000s中亮2us，第三个2/1000s亮4us，依次递增，第1000个2/1000s亮999*2us。这是咱们从灭到亮的一个过程，从亮到灭就是一个逆过程。

根据上边的分析知道，咱们的设计中至少须要3个计数器，一个2us计数，一个2ms（2/1000s）计数，一个2s计数。

代码以下：

 1 module breathing_led_top  2 (  3 input i_sys_clk,  4 input i_sys_rst_n,  5 output [3:0] o_led  6 );  7 /* 计数器r_cnt_2us循环计数,计到99为2us */  8 parameter p_cnt_2us_max = 7'd100 - 1'b1;  9 reg [7:0] r_cnt_2us = 7'b0; 10 always @(posedge i_sys_clk or negedge i_sys_rst_n) 11 begin 12 if (i_sys_rst_n == 1'b0) 13 r_cnt_2us <= 7'd0; 14 else if(r_cnt_2us == p_cnt_2us_max) 15 r_cnt_2us <= 7'd0; 16 else 17 r_cnt_2us <= r_cnt_2us + 1'b1; 18 end 19 /* 计数器r_cnt_2ms,每2us加一,计到999为2ms */ 20 parameter p_cnt_2ms_max = 10'd1000 - 1'b1; 21 reg [9:0] r_cnt_2ms = 10'b0; 22 always @(posedge i_sys_clk or negedge i_sys_rst_n) 23 begin 24 if (i_sys_rst_n == 1'b0) 25 r_cnt_2ms <= 10'd0; 26 else if(r_cnt_2us == p_cnt_2us_max && r_cnt_2ms == p_cnt_2ms_max) 27 r_cnt_2ms <= 10'd0; 28 else if(r_cnt_2us == p_cnt_2us_max) 29 r_cnt_2ms <= r_cnt_2ms + 1'b1; 30 else 31 r_cnt_2ms = r_cnt_2ms; 32 end 33 /* 计数器r_cnt_2s,每2ms加一,计到999为2s */ 34 parameter p_cnt_2s_max = 10'd1000 - 1'b1; 35 reg [9:0] r_cnt_2s = 10'b0; 36 reg [3:0] r_led = 4'b0; 37 always @(posedge i_sys_clk or negedge i_sys_rst_n) 38 begin 39 if (i_sys_rst_n == 1'b0) 40 r_cnt_2s <= 10'd0; 41 else if(r_cnt_2us == p_cnt_2us_max && r_cnt_2ms == p_cnt_2ms_max && r_cnt_2s == p_cnt_2s_max) 42 r_cnt_2s <= 10'd0; 43 else if(r_cnt_2us == p_cnt_2us_max && r_cnt_2ms == p_cnt_2ms_max) 44 r_cnt_2s <= r_cnt_2s + 1'b1; 45 else 46 r_cnt_2s <= r_cnt_2s; 47 end 48 /* r_flag标志 */ 49 reg r_flag = 1'b0; 50 always @(posedge i_sys_clk or negedge i_sys_rst_n) 51 begin 52 if (i_sys_rst_n == 1'b0) 53 r_flag <= 1'b0; 54 else if(r_cnt_2us == p_cnt_2us_max && r_cnt_2ms == p_cnt_2ms_max && r_cnt_2s == p_cnt_2s_max) 55 r_flag <= ~r_flag; 56 else 57 r_flag <= r_flag; 58 end 59 /* control */ 60 always @(posedge i_sys_clk or negedge i_sys_rst_n) 61 begin 62 if (~i_sys_rst_n) 63 r_led <= 4'b0000; 64 else if (r_cnt_2s >= r_cnt_2ms && r_flag == 1'b0) 65 r_led <= 4'b1111; 66 else if (r_cnt_2s < r_cnt_2ms && r_flag == 1'b0) 67 r_led <= 4'b0000; 68 else if (r_cnt_2s >= r_cnt_2ms && r_flag == 1'b1) 69 r_led <= 4'b0000; 70 else if (r_cnt_2s < r_cnt_2ms && r_flag == 1'b1) 71 r_led <= 4'b1111; 72 else 73 r_led <= 4'b0000; 74 end 75 76 /* 信号输出 */ 77 assign o_led = r_led; 78 79 endmodule