[经验]

FPGA零基础学习之Vivado-LED流水灯实验

2023-4-18 21:12:22

1043 FPGA

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FPGA零基础学习之Vivado-LED流水灯实验

流水灯是大多数学习者接触到的第一个实验，也是非常经典的一个实验，在此，我们一起学习一下流水灯。

LED，又名发光二极管。LED灯工作电流很小（有的仅零点几毫安即可发光），抗冲击和抗震性能好，可靠性高，寿命长。由于这些优点，LED灯被广泛用在仪器仪表中作指示灯、液晶屏背光源等诸多领域。

发光二极管与普通二极管一样具有单向导电性。给它加上阳极正向电压后，通过5mA左右的电流就可以使二极管发光。通过二极管的电流越大，发出的光亮度越强。不过我们一般将电流限定在3~20mA之间，否则电流过大就会烧坏二极管。

在我们的开发板上有四个LED，设计逻辑为：FPGA 输出高电平时，LED 点亮；FPGA 输出低电平时，LED 熄灭。

本次设计框架如上图。

管脚说明：

设计代码如下：

parameter 可以定义一个参数（默认是32 位）。在写代码时，对于某些数字，设计者经常利用定义参数的方式进行编写，方便修改，也方便阅读。

其中计数器，需要计数到1s所需的次数，时间到了之后，LED灯切换点亮。按照此规则，实现LED的循环点亮。

在verilog 中，“{}”（大括号）的第一个特殊作用为位拼接。{a，b}相当于将a 和b 拼接为一个整体，并且是高位为a，低位为b。当led 输出为4’b0001 时，第一个led 点亮；经过1 秒钟，输出4’b0010 时，第二个led 点亮；经过1 秒钟，输出4’b0100 时，第三个led 点亮；经过1 秒钟，输出4’b1000 时，第四个led 点亮；经过1 秒钟，输出4’b0001 时，第一个led 点亮······按照上述的过程周而复始，就形成了流水灯。

不难发现，led 的输出，一直为3 个0,1 个1。并且1 的位置每1 秒钟移动一次，从头到尾，然后又到头。这种现象可以利用移位的思想进行实现。即：led[3]<=led[2]; led[2]<=led[1];led[1]<=led[0]; led[0]<=led[3];如果将被赋值的组成一个整体，那就是led，赋值的组成一个整体就是{led[2:0], led[3]}。

仿真代码：