FPGA开发——实现流水灯的设计

一、概述

众所周知,在我们学习任何一款硬件,不管是单片机MCU,DSP以及其他的一系列硬件在内的最开始接触的都是LED流水灯的实现,这就和我们在学习编程时的输出"Hello World"一样,我们在学习FPGA的过程当中也是要从LED流水灯开始学起。

在FPGA开发中我们不管是实现什么功能,基本上都是需要使用计数器作为基础,这里也不例外。

二、设计代码的编写

cpp 复制代码
//模块定义
module  led(
    input rst_n,
    input clk,
    output reg [3:0]  led_out
);


//参数定义
parameter TIME_500ms= 25_000_000;
//内部信号定义
reg [24:0]  cnt;//计数500ms所需要的二进制位数
wire        add_cnt;//计数器开启条件
wire        end_cnt;//计数器结束条件
reg  [3:0]  state_n;
//计数器实现功能,0.5秒技术
always @(posedge clk or negedge rst_n)begin
    if(!rst_n)begin
        cnt<=0;
    end
    else if(add_cnt)begin
        if(end_cnt)
            cnt<=0;
        else
            cnt<=cnt+1;
    end
    else
        cnt<=0; 
end
assign add_cnt=1'b1;
assign end_cnt=add_cnt && cnt ==(TIME_500ms-1);

always @(posedge clk or negedge rst_n)begin
    if(!rst_n)
        led_out<=4'b0011;
    else if(end_cnt)begin
        led_out<={led_out[2:0],led_out[3]};
    end 
    else
        led_out<=led_out;
end 
endmodule

在这个代码中我们需要注意的就是使用拼接符实现LED灯的循环移动led_out<={led_out2:0,led_out3};这句代码实现的就是将最高位和最低位进行不断交换。

三、测试文件的编写

cpp 复制代码
//定义时间尺度
`timescale 1ns/1ps
module led_tb();

//重定义
defparam  led_inst.TIME_500ms = 25;
//内部变量定义
reg clk;
reg rst_n;
wire [3:0] led_out;

//模块实例化
led led_inst(
    /*input              */ .rst_n    (rst_n     ),
    /*input            */ .clk      (clk       ),
    /*output reg [3:0] */ .led_out  (led_out   )
);

//时钟
parameter CLK_CLY =20;
initial clk=0;
always  #(CLK_CLY/2) clk=~clk;

//复位
initial begin
    rst_n =1'b0;
    #(CLK_CLY*2);
    #3;
    rst_n =1'b1;
end 
//激励

endmodule

因为这里我们设置的周期是ms计数,相比于硬件本身的20ns来说非常大,所在我在测试文件中对于周期做了一个重定义------defparam led_inst.TIME_500ms = 25;在测试文件中的重定义不会影响设计文件中的值,所以可以放心使用。

四、波形仿真

在波形图中我们可以看到LED灯从 0001------1000进行不断的循环流水。

四、下板验证

相关推荐
郝旭帅电子设计团队3 小时前
图像处理是什么
图像处理·fpga开发·郝旭帅电子设计团队·郝旭帅
weixin_4526006910 小时前
D2632大电流低差压可调线性稳压器介绍,D2632可替换MIC29302
fpga开发·机器人·无人机·电动工具·车载摄像头
ARM|X86+FPGA工业主板厂家12 小时前
基于ARM+FPGA平台在精密测控领域的应用:ZYNQ千兆以太网高速数据记录仪
arm开发·fpga开发
cmc102813 小时前
275.需要双边沿触发时,直接对时钟取反会不会出问题
fpga开发
2601_9609067215 小时前
AI研发加速中式及泛亚洲
人工智能·vscode·macos·sublime text·phpstorm
啦啦啦!15 小时前
虚拟机如何接入Codex并配置中转站(vscode插件版)
linux·vscode·ubuntu·编辑器
ARM|X86+FPGA工业主板厂家16 小时前
基于ARM+FPGA平台在精密测控领域的应用:ZYNQ FPGA图像预处理加速系统
arm开发·fpga开发
不喝水的鱼儿1 天前
本地部署 260K 上下文 Qwen-3.6-35B-A3B 与 Ornith-1.0-35B 模型及 VSCode Copilot 参数调优记录
ide·vscode·语言模型·copilot·llama
LCMICRO-133108477461 天前
国产长芯微LPS7118完全pin-pin替代ADP7118,是一款采用 CMOS 技术设计的低噪声、高 PSRR、快速瞬态响应、低压差线性稳压器
arm开发·单片机·嵌入式硬件·fpga开发·硬件工程·线性稳压器·adp7118
LCMICRO-133108477462 天前
国产长芯微LM3042完全P2P替代LT3042,是一款高性能低压差线性稳压器
arm开发·单片机·嵌入式硬件·fpga开发·硬件工程·线性稳压器·lt3042