差别
这里会显示出您选择的修订版和当前版本之间的差别。
| 两侧同时换到之前的修订记录 前一修订版 后一修订版 | 前一修订版 | ||
|
9._呼吸灯 [2017/03/27 18:24] zhijun |
9._呼吸灯 [2019/09/06 11:56] (当前版本) gongyu |
||
|---|---|---|---|
| 行 1: | 行 1: | ||
| - | =====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。 | 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。 | 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。 | ||
| + | |||
| \\ | \\ | ||
| - | ====硬件说明==== | + | |
| - | ------- | + | ####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。 | 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。 | ||
| 行 26: | 行 31: | ||
| {{ ::呼吸灯pwm原理.jpg |PWM呼吸灯原理}} | {{ ::呼吸灯pwm原理.jpg |PWM呼吸灯原理}} | ||
| - | ====Verilog代码==== | + | ####Verilog代码 |
| - | ------ | + | |
| + | --- | ||
| <code verilog> | <code verilog> | ||
| 行 47: | 行 54: | ||
| // Module Function:呼吸灯 | // Module Function:呼吸灯 | ||
| module breath_led(clk,rst,led); | module breath_led(clk,rst,led); | ||
| - | + | ||
| input clk; //系统时钟输入 | input clk; //系统时钟输入 | ||
| input rst; //复位输出 | input rst; //复位输出 | ||
| output led; //led输出 | output led; //led输出 | ||
| - | + | ||
| reg [24:0] cnt1; //计数器1 | reg [24:0] cnt1; //计数器1 | ||
| reg [24:0] cnt2; //计数器2 | reg [24:0] cnt2; //计数器2 | ||
| reg flag; //呼吸灯变亮和变暗的标志位 | 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 | parameter CNT_NUM = 2400; //计数器的最大值 period = (2400^2)*2 = 24000000 = 2s | ||
| //产生计数器cnt1 | //产生计数器cnt1 | ||
| 行 62: | 行 69: | ||
| cnt1<=13'd0; | cnt1<=13'd0; | ||
| end | end | ||
| - | else begin | + | else if(cnt1>=CNT_NUM-1) |
| - | if(cnt1>=CNT_NUM-1) | + | cnt1<=1'b0; |
| - | cnt1<=1'b0; | + | |
| else | else | ||
| - | cnt1<=cnt1+1'b1; | + | cnt1<=cnt1+1'b1; |
| - | end | + | |
| end | end | ||
| + | |||
| //产生计数器cnt2 | //产生计数器cnt2 | ||
| always@(posedge clk or negedge rst) begin | always@(posedge clk or negedge rst) begin | ||
| 行 76: | 行 81: | ||
| flag<=1'b0; | flag<=1'b0; | ||
| end | end | ||
| - | else 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(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 //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(!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) //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 |
| - | 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 | + | flag<=1'b1; |
| - | flag<=1'b1; | + | |
| else | else | ||
| - | cnt2<=cnt2+1'b1; | + | cnt2<=cnt2+1'b1; |
| - | end else begin //当标志位为高时计数器2递减计数 | + | end |
| - | if(cnt2<=0) //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 begin |
| - | flag<=1'b0; | + | if(cnt2<=0) //当标志位为高时计数器2递减计数 |
| - | else | + | 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 |
| - | cnt2<=cnt2-1'b1; | + | else |
| + | cnt2<=cnt2-1'b1; | ||
| + | end | ||
| + | |||
| end | end | ||
| - | end | + | else |
| - | else cnt2<=cnt2; //计数器1在计数过程中计数器2保持不变 | + | cnt2<=cnt2; //计数器1在计数过程中计数器2保持不变 |
| - | end | + | end |
| - | 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 | //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; | assign led = (cnt1<cnt2)?1'b0:1'b1; | ||
| - | + | ||
| - | endmodule | + | endmodule |
| </code> | </code> | ||
| - | ====引脚分配==== | + | ####引脚分配 |
| - | ------ | + | |
| + | --- | ||
| 引脚分配如下： | 引脚分配如下： | ||
| 行 110: | 行 118: | ||
| - | ====小结==== | + | ####小结 |
| - | ------ | + | |
| + | --- | ||
| 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]]。 | 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]]。 | ||