一、概述
关于呼吸灯的设计其实在前面的文章中就已经提到过，这篇文章更多的针对前面的实现方式进行一个改良。在前面的呼吸灯的设计使用的是us、ms、s的三级计数器进行功能实现，这种实现方法应该是我们最后理解也是最常用的方式。但经过蜂鸣器的音乐播放器的设计之后突然一想，既然呼吸灯也用的PWM进行设计，为什么不直接使用调制占空比的方式进行实现呢。经过系统的总结，其实前面文章实现的方式虽然通俗易懂，但严格来说不算是PWM调制，只能说刚好踩在了点上，所以也能实现。
在本次的呼吸灯设计中，我们直接采取改变占空比的方式，对于呼吸灯进行一个实现。
二、工程实现
1、基本思路
这里和前面实现的时间一样也采用2s完成LED呼吸灯的全部过程，私用ms的计数器对于计数器进行1000次技术，接着对于这1000个m计数周期进行占空比的一个调试。在呼吸灯有灭------亮变为亮------灭的状态切换时使用一个一秒计数器对状态标志位进行一个划分，最后对于LED进行一个输出就实现了呼吸灯的设计。
2、设计文件的编写
见闻思意，新建一个breath_led.v文件，如下：
cpp
//实现2s呼吸灯，1s呼，1s吸。
module breath_led (
input clk ,
input rst_n ,
output reg led
);
//
parameter TIME_1MS = 50000;
//
reg [15:0] cnt_1ms ;//1个pwm周期计数器
wire add_cnt_1ms ;
wire end_cnt_1ms ;
reg [9:0] cnt_1s ;//以1ms为基准,计数1000次
wire add_cnt_1s ;
wire end_cnt_1s ;
reg state_flag ;//状态标志位
reg [15:0] duty ;//占空比
//1ms计数器
always@(posedge clk or negedge rst_n)
if(!rst_n)begin
cnt_1ms <= 'd0;
end
else if(add_cnt_1ms)begin
if(end_cnt_1ms)begin
cnt_1ms <= 'd0;
end
else begin
cnt_1ms <= cnt_1ms + 1'b1;
end
end
assign add_cnt_1ms = 1'b1;
assign end_cnt_1ms = add_cnt_1ms && (cnt_1ms == (TIME_1MS - 1));
//1s计数器
always@(posedge clk or negedge rst_n)
if(!rst_n)begin
cnt_1s <= 'd0;
end
else if(add_cnt_1s)begin
if(end_cnt_1s)begin
cnt_1s <= 'd0;
end
else begin
cnt_1s <= cnt_1s + 1'b1;
end
end
assign add_cnt_1s = end_cnt_1ms;
assign end_cnt_1s = add_cnt_1s && (cnt_1s == (1000 - 1));
//LED呼吸灯状态切换
always@(posedge clk or negedge rst_n)begin
if(!rst_n)begin
state_flag <= 0;//表示从渐灭到渐亮的状态
end
else if(end_cnt_1s)begin
state_flag <= ~state_flag;//当1s时间到来 状态翻转
end
end
//占空比改变
always@(posedge clk or negedge rst_n)begin
if(!rst_n)begin
duty <= 0;
end
else if(end_cnt_1ms && (!state_flag))begin//在从渐灭到渐亮的状态下, 占空比比较值每1ms加1/1000个pwm
duty <= duty + TIME_1MS/1000;
end
else if(end_cnt_1ms && (state_flag))begin//在从渐亮到渐灭的状态下, 占空比比较值每1ms减1/1000个pwm
duty <= duty - TIME_1MS/1000;
end
end
always@(posedge clk or negedge rst_n)begin
if(!rst_n)begin
led <= 0;
end
else if(cnt_1ms >= duty)begin
led <= 0;
end
else begin
led <= 1;
end
end
endmodule3、测试文件的编写
cpp
`timescale 1ns/1ps
module breath_led_tb();
reg clk ;
reg rst_n ;
//模块例化
breath_led led_inst(
/* input */.clk (clk ),
/* input */.rst_n (rst_n ),
/* output reg */.led ()
);
//重定义
defparam led_inst.TIME_1MS = 5000;
//时钟
parameter CLK_CYCLE = 20;
initial clk = 1;
always #(CLK_CYCLE/2) clk = ~clk;
//复位
initial begin
rst_n = 1'b0;
#(CLK_CYCLE*2);
#3;
rst_n = 1'b1;
end
//激励
initial begin
end
endmodule三、仿真波形图
在第一章图中我们可以看到LED的占空比duty在不断增加，上面的led输出波形高电平也是在不断变大 ，实现的是LED吸的状态，而在第二章图中是1秒过后LED进行呼的状态，占空比duty在不断减小，相应的波形图高电平占空比也在不断变小。在最后进行下板验证时我们观察到LED在进行灭------亮，亮------灭的显示，呼吸灯设计完成。