在FPGA電路設計中,盡管流水燈的設計屬於比較簡單的入門級應用,但是其運用到的方法,是FPGA設計中最核心和最常用部分之一,是FPGA設計必須牢固掌握的基礎知識。從這一步開始,形成良好的設計習慣,寫出整潔簡潔的代碼,對於FPGA設計師來說至關重要。
1、功能概述
在本案例中,使用常用的verilog語言完成該程序,設計並控制8個燈的花式或循環點亮。具體功能要求如下:
上電后,實現左移和右移交替的流水燈。
右移流水燈:八個燈最左邊第一個燈亮,其他燈滅;隔1s后,第二個燈亮,其他燈滅;隔1s后,第三個燈亮,其他燈滅;如此類推,直到第八個燈亮1s后進行左移流水燈操作。
左移流水燈:八個燈最右邊第一個燈亮,其他燈滅;隔1s后,第二個燈亮,其他燈滅;再隔1s后,第三個燈亮,其他燈滅;如此類推,直到第八個燈亮1s后進行右移流水燈操作。
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2、設計思路
按照項目的功能要求,我們用8比特的LED信號表示8個燈,led[0]~led[7]分別代表第1個至第8個燈,值為0時亮,1時不亮。
信號名 |
I/O |
位寬 |
說明 |
clk |
I |
1 |
系統工作時鍾100Mhz |
Rst_n |
I |
1 |
系統復位信號,低電平有效 |
led |
O |
8 |
8位流水燈,高電平滅,低電平亮 |
代碼:
module led_8(
input clk, //系統時鍾 100M
input rst_n, //系統復位 低電平復位
output reg [7:0] led //輸出led,低電平亮,高電平滅
);
parameter LED_TIME = 50_000_000;//計數
reg [25:0]cnt;
reg flag; //高電平左移流水燈,低電平右移流水燈
wire cnt_1s = (cnt==LED_TIME-1);//1s鍾,一個觸發
//----- 對時鍾進行計數-----
always @ (posedge clk , negedge rst_n)
if(~rst_n)
cnt <= 'd0;
else if(cnt == LED_TIME-1) //--- 計數到1s鍾,就歸零
cnt <= 'd0;
else
cnt <= cnt + 1;
always @ (posedge clk ,negedge rst_n)
if(~rst_n)
led <= 8'b1111_1110; //led的初始狀態 最右邊的亮
else if(cnt_1s)begin
if(flag) //高電平左移流水燈
led <= {led[6:0],1'b1};
else //低電平右移流水燈
led <= {1'b1,led[7:1]};
end
always @ (posedge clk ,negedge rst_n)
if(~rst_n)
flag <= 1'b1;
else if(cnt_1s & led==8'b0111_1111 & flag==1) //當移動到最左邊之后,變換為右移
flag <= 1'b0;
else if(cnt_1s & led==8'b1111_1110 & flag==0) //當移動到最右邊之后,變換為左移
flag <= 1'b1;
endmodule