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book_excise_led [2021/08/17 15:10] zili |
book_excise_led [2021/08/17 15:19] (当前版本) zili |
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| #### 2. 实验原理 | #### 2. 实验原理 | ||
| 图6-1给出了开发平台的核心板上LED灯的连接图。从图中可以看出，LED灯的正极连接到了3.3V，负极通过一个下拉电阻连接到了FPGA的管脚。为了点亮LED灯，连接负极的FPGA管脚必须拉低；为了熄灭LED灯，连接负极的FPGA管脚必须拉高。\\ | 图6-1给出了开发平台的核心板上LED灯的连接图。从图中可以看出，LED灯的正极连接到了3.3V，负极通过一个下拉电阻连接到了FPGA的管脚。为了点亮LED灯，连接负极的FPGA管脚必须拉低；为了熄灭LED灯，连接负极的FPGA管脚必须拉高。\\ | ||
| - | {{ :1.1.png |}} | + | {{ :1.1.png ||图6 1 LED连接图}} |
| 为了使LED灯点亮的时间为200ms，那么连接到相应LED负极的FPGA管脚必须拉低200ms。由于核心板上的时钟是50MHz，如果拉低时间为200ms，则需要拉低的时钟周期数为：50,000,000*0.2=10,000,000。为此，需要一个24位（224＝16,777,216>10,000,000）的计数器对点亮的时钟周期进行计数，计数器初始值为0，当计数到10,000,000时，则熄灭当前点亮的LED灯，点亮下一个LED灯。 | 为了使LED灯点亮的时间为200ms，那么连接到相应LED负极的FPGA管脚必须拉低200ms。由于核心板上的时钟是50MHz，如果拉低时间为200ms，则需要拉低的时钟周期数为：50,000,000*0.2=10,000,000。为此，需要一个24位（224＝16,777,216>10,000,000）的计数器对点亮的时钟周期进行计数，计数器初始值为0，当计数到10,000,000时，则熄灭当前点亮的LED灯，点亮下一个LED灯。 | ||
| 为了分别控制每个LED灯，定义一个8位的寄存器，寄存器中的每一位分别控制一个LED灯，如果寄存器中的某一位设为0，则点亮相应的LED灯；如果某一位设为1，则熄灭相应的LED灯。 | 为了分别控制每个LED灯，定义一个8位的寄存器，寄存器中的每一位分别控制一个LED灯，如果寄存器中的某一位设为0，则点亮相应的LED灯；如果某一位设为1，则熄灭相应的LED灯。 | ||
| 行 15: | 行 15: | ||
| #### 3. 程序设计 | #### 3. 程序设计 | ||
| 为了实现对8个LED灯的控制，设计了状态机State，状态机在不同的状态控制不同LED灯点亮。State有8个状态，每个状态停留200毫秒（图6-2）。\\ | 为了实现对8个LED灯的控制，设计了状态机State，状态机在不同的状态控制不同LED灯点亮。State有8个状态，每个状态停留200毫秒（图6-2）。\\ | ||
| - | {{:1.2.png?200|}}\\ | + | {{ :1.2.png |图6 2 State状态机转移图}} |
| 为了控制状态机在每个状态的停留时间，定义了计数器counter，counter从0～10，000，000循环计数，当计数器循环一次，状态State变迁一次。 | 为了控制状态机在每个状态的停留时间，定义了计数器counter，counter从0～10，000，000循环计数，当计数器循环一次，状态State变迁一次。 | ||
| 整个功能由程序Led_core.v实现，实现模块led_core的信号定义如下： | 整个功能由程序Led_core.v实现，实现模块led_core的信号定义如下： | ||
| 行 85: | 行 85: | ||
| 图6-3是用modelsim仿真得到的结果。从图中可以看出，在程序运行的时刻，reset为高时，输出信号LED[7..0]中始终有一个信号为低电平，表示相应的灯亮。由于程序中计数器循环一次的时间太长，所以仿真时不容易看到状态的变化，所以仿真时可以降低计数器的计数值。本例中计数到10时清零。可以看出，计数器计到10时，State的状态转换一次。\\ | 图6-3是用modelsim仿真得到的结果。从图中可以看出，在程序运行的时刻，reset为高时，输出信号LED[7..0]中始终有一个信号为低电平，表示相应的灯亮。由于程序中计数器循环一次的时间太长，所以仿真时不容易看到状态的变化，所以仿真时可以降低计数器的计数值。本例中计数到10时清零。可以看出，计数器计到10时，State的状态转换一次。\\ | ||
| - | {{:1.3.png?200|}}\\ | + | {{ :1.3.png |图6 3 modelsim仿真结果}} |
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