001_雾盈FPGA笔记之一呼吸灯简单实验(Verilog)

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1、基于FPGA的呼吸灯简单实验程序（Verilog）2016-07-27雾盈1.呼吸灯呼吸灯最早是由苹果公司发明并应用于笔记木睡眠提示上，一经展出，立刻吸引众多科技厂商争相效仿。将其广泛用于各种电子产品中，尤其是智能手机。呼吸灯其实是微电脑控制下，由暗渐亮，然后再由亮渐暗，模仿人呼吸方式的LED灯2.呼吸灯原理LED的亮度与流过的电流成正比。在一定的频率Z下，如果占空比是0,则LED不亮；如果占空比是100%,则LED最亮；如果占空比刚好是50%,则LED亮度适屮。如果我们让占空比从0〜100%变化，再从100%〜0不断变化，

2、就可以实现LED一呼一吸的效果。其波形占空比示意图如卜所示：Clk'11Rst_n■nnLEDuLL呼吸灯占空比示意图TimeGen2.呼吸灯程序设计思路(1)首先确定PWM的频率为lKhz(2)出频率算出周期T=l/f=1ms(3)根据每次呼Is,吸Is,算岀计数值ls/lms=1000(4)然后将1ms分成1000份，每一份是lus(5)写三个lus、lms>Is的3个计数器countl>count2>Count3,最后count2和count3进行比较3.程序框图4.状态机设计可以将呼吸灯运行过程归为两个状态：S0:由

3、灭渐亮；S1：由亮渐灭。这里就会冇两个问题需要我们解决，1.状态的翻转2.在一个状态里如何使pwm波的占空比实现逐增或逐减。先说第一个问题，两个状态的翻转由下面的时序图可以看出来，两个状态的翻转只是由时间决定的，so状态和S1状态分别持续Is,可以将它看成周期为2s的吋钟信号，每当flag_ls信号到來一次，状态就翻转一次。flaq1sstateIIIITimeGcnif(flag^ls)state<=-state;elsestate<=state;然后再來说第二个问题，在一个状态下如何实现PWM波占空比逐增逐减的过程。以S

4、O状态下，LED由灭渐亮，PWM波占空比由百分之百逐渐减小至零为例：我们发现让count2与count3比较，其结果clk_out会出现这种占空比逐渐减小的结果。此段代码如2case(statg)0:begin//1曰」：：厂uifClflag^ls):beginif(count2

5、t占空比由小到大的方法，这样就可以实现LED的由亮渐灭。记：整个呼吸灯程序设计主要内容大致如此，末尾附上源代码及其仿真波形,以下为程序设计屮我所遇到的问题，给可能出现同样问题的童鞋捉供一些参考。Q1：flag_lus尖峰脉冲信号，仿真出现如下波形:±dk1£rst_n1count10Jflag_lms1count29'flag_ls0丄count33'flag_lus0'state0'dkjxjt1led1注：在用modelsim仿真波形时，我为了加快仿真速度和方便查看波形，我将所有的count的计数最大值都改为了9。当co

6、unt1计数10拍后,count2波形从9跳为0，但是仔细一看就会发现,count2波形的9跳为0时，count1只计数了一拍，中间少了9拍。错误的代码如下：/*if(flag_lus)beginif(count2==COUNT_MAX)begin

7、count2<=10'd0;endelsebegincount2<=count2+l'bl;

8、endendelsebegincount2<=10'd0;1end*/修改后的代码:if(flag_lus&count2

9、l;

10、endelseif(count2==COUNT_MAX&countl==COUNT_LIT)Ibegincount2<=l'b0;Iendend加入那部分代码的意思是当（count2二二9&countl==9）II寸，count2才计入下一拍。正确的波形如下：同理，在count3归零时也应如此。Q2：flag_lms和flag.Is两个尖峰脉冲信号，高电平保持时间不是一个时钟周期。如下图所示：这里介绍一个老师讲的技巧，让flag_lms的波形与flag_lus的波形相与，就可以得到flag_lms的波形为一个时钟周期的

11、尖峰脉冲。代码如下：assignflag_lms=(cour)t2==COUNT_MAX)?(11bl&flag_lus):11b0;assignflag_ls=(count3==COUNT_MAX)?(1'bl&flag_lms):1'b0;关于呼吸灯的问题，我遇到的就是这些了，还有其他