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--- 9._呼吸灯 [2017/03/23 00:04]
zhijun
+++ 9._呼吸灯 [2019/09/06 11:56] (当前版本)
gongyu
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-=====呼吸灯=====
+#### 呼吸灯
+---
 本节，我们将通过脉宽调制技术来实现“呼吸灯”，实现LED的亮度由最暗逐渐增加到最亮，再逐渐变暗的过程。
 脉冲宽度调制(PWM:Pulse Width Modulation)，简称脉宽调制。它是利用微控制器的数字输出调制实现，是对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用于测量、通信、功率控制与变换等众多领域。
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-====硬件说明====
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+####硬件说明
+---
 呼吸灯的设计较为简单，我们使用12MHz的系统时钟作为高频信号做分频处理，调整占空比实现PWM，通过LED灯LD1指示输出状态。
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 {{ ::呼吸灯pwm原理.jpg |PWM呼吸灯原理}}
-====Verilog代码====
+####Verilog代码
-------
+---
 <code verilog>
-module breath_led(clk_in,rst_n_in,Breath_led);
+// ********************************************************************
-	input clk_in;
+// >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> COPYRIGHT NOTICE <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
-	input rst_n_in;
+// ********************************************************************
-	output Breath_led;
+// File name    : breath_led.v
+// Module name  : breath_led
-	reg [24:0] cnt1;
+// Author       : STEP
-	reg [24:0] cnt2;
+// Description  :
-	reg flag;
+// Web          : www.stepfpga.com
+//
-	parameter   CNT_NUM = 2400;	//period = (2400^2)*2 = 24000000 = 2s
+// --------------------------------------------------------------------
-	//generate cnt1 signal
+// Code Revision History :
-	always@(posedge clk_in or negedge rst_n_in) begin
+// --------------------------------------------------------------------
-		if(!rst_n_in) begin
+// Version: |Mod. Date:   |Changes Made:
+// V1.0     |2017/03/02   |Initial ver
+// --------------------------------------------------------------------
+// Module Function:呼吸灯
+module breath_led(clk,rst,led);
+	input clk;             //系统时钟输入
+	input rst;             //复位输出
+	output led;            //led输出
+	reg [24:0] cnt1;       //计数器1
+	reg [24:0] cnt2;       //计数器2
+	reg flag;              //呼吸灯变亮和变暗的标志位
+	parameter   CNT_NUM = 2400;	//计数器的最大值 period = (2400^2)*2 = 24000000 = 2s
+	//产生计数器cnt1
+	always@(posedge clk or negedge rst) begin
+		if(!rst) begin
 			cnt1<=13'd0;
-			end else begin
+			end
-		if(cnt1>=CNT_NUM-1) cnt1<=1'b0;
+        else if(cnt1>=CNT_NUM-1)
-			else cnt1<=cnt1+1'b1; end
+				cnt1<=1'b0;
+		     else
+                cnt1<=cnt1+1'b1;
 		end
-	//generate cnt2 signal
+	//产生计数器cnt2
-	always@(posedge clk_in or negedge rst_n_in) begin
+	always@(posedge clk or negedge rst) begin
-		if(!rst_n_in) begin
+		if(!rst) begin
 			cnt2<=13'd0;
 			flag<=1'b0;
-			end else begin
+			end
-		if(cnt1==CNT_NUM-1) begin
+        else if(cnt1==CNT_NUM-1) begin //当计数器1计满时计数器2开始计数加一或减一
-			if(!flag) begin
+			if(!flag) begin            //当标志位为0时计数器2递增计数，表示呼吸灯效果由暗变亮
-				if(cnt2>=CNT_NUM-1) flag<=1'b1;
+				if(cnt2>=CNT_NUM-1)    //计数器2计满时，表示亮度已最大，标志位变高，之后计数器2开始递减
-				else cnt2<=cnt2+1'b1;
+					flag<=1'b1;
-			end else begin
+				else
-				if(cnt2<=0) flag<=1'b0;
+					cnt2<=cnt2+1'b1;
-				else cnt2<=cnt2-1'b1;
+				end
-			end
+			else begin
-				end else cnt2<=cnt2;
+				if(cnt2<=0)      //当标志位为高时计数器2递减计数
-			end
+					flag<=1'b0;		   //计数器2级到0，表示亮度已最小，标志位变低，之后计数器2开始递增
+				else
+					cnt2<=cnt2-1'b1;
+				end
 			end
+		else
+			cnt2<=cnt2;                //计数器1在计数过程中计数器2保持不变
+		end
+	//比较计数器1和计数器2的值产生自动调整占空比输出的信号，输出到led产生呼吸灯效果
+	assign	led = (cnt1<cnt2)?1'b0:1'b1;
+endmodule
-	//Compare cnt1 and cnt2, generate PWM-Breath-led
-	assign	Breath_led = (cnt1<cnt2)?1'b0:1'b1;
-endmodule
+</code>
+####引脚分配
-</code>
+---
 引脚分配如下：
-^ 管脚名称 | clk_in| rst_n_in| Breath_led|
+^ 管脚名称 | clk| rst| led|
 ^ FPGA管脚 | C1    | L14     | N13       |
-====仿真结果====
-{{:呼吸灯仿真.jpg|呼吸灯仿真}}
-====资源报告====
-^ 资源 | 数量  | 比例  | 说明  |
-^ LUTs | 40   | 6%   |   |
-^ 寄存器 | 27    | 2% |   |
-^ 存储器 | 0  | 0%   |    |
-^ IO管脚   | 3 |   |    |
-^ 时钟频率 | 25MHz |   |    |
-====知识点====
-  * 呼吸灯原理
-  * PWM脉宽调节
-  * 脉冲发生原理
+####小结
-====参考文档====
+---
-  * [[脉冲发生器]]
-  * {{:machxo2familydatasheet.pdf|Lattice MachXO2数据手册}}
+脉宽调制是一种值得广大工程师在许多应用设计中使用的有效技术，你也可以根据本节介绍的流水灯程序，实现RGB三色灯的呼吸。在下一小节我们会学习状态机的使用方法：[[10. 交通灯|交通灯的设计]]。