自己做书画交易网站,做网站那个服务器好,网站运营服务中心建设方案,wordpress重复链接一、原理 呼吸灯的原理主要基于PWM#xff08;脉冲宽度调制#xff09;技术#xff0c;通过控制LED灯的占空比来实现亮度的逐渐变化。这种技术通过调整PWM信号的占空比#xff0c;即高电平在一个周期内所占的比例#xff0c;来控制LED灯的亮度。当占空比从0%逐渐变化到1…一、原理 呼吸灯的原理主要基于PWM脉冲宽度调制技术通过控制LED灯的占空比来实现亮度的逐渐变化。这种技术通过调整PWM信号的占空比即高电平在一个周期内所占的比例来控制LED灯的亮度。当占空比从0%逐渐变化到100%再从100%变化回0%就实现了灯光亮度由暗到亮再由亮到暗的循环变化模拟了人的呼吸效果。 具体来说PWM信号的周期是固定的通过改变高电平的时间长度即占空比可以控制LED灯的亮度。例如当占空比为0%时LED灯不亮当占空比为100%时LED灯最亮。通过编程或微电脑控制可以实时调整这些参数从而实现灯光亮度的动态变化。 此外还有一些非PWM的实现方式例如通过编程控制亮和灭的时间比例虽然这种方法较为复杂且可能不如PWM技术普及但它提供了一种不同的实现思路。总的来说PWM技术因其简单有效和广泛的应用支持是实现呼吸灯的主要技术手段。
二、实现思路 这里我们在设计的时候采用三个周期计数器分别是us级ms级以及s级计数器通过对开发板系统时钟的20ns进行分频接着实现us计数器的设计最后利用us计数器实现毫秒计数器利用ms计数器实现s计数器的方法逐一完成三个计数器最后的占空比的调整是在ms计数器进行里面设置。在计数器设计好之后利用s级计数器对于状态标志进行一个设定用于实现呼吸灯状态的改变标志。最后实现呼吸灯的相关功能。这里实现的是2s的呼吸灯 三、代码编写
设计文件
module led(input clk,input rst_n,output reg [3:0] led_out
);//参数定义
parameter TIME_2us1_000_000;
parameter TIME_2ms1000-1;
parameter TIME_2s1000-1;//内部信号定义
reg [6:0] cnt_us;
reg [9:0] cnt_ms;
reg [26:0] cnt_s;
reg flag;//呼吸灯亮灭标志位
wire add_cnt_us;
wire end_cnt_us;
wire add_cnt_ms;
wire end_cnt_ms;
wire add_cnt_s;
wire end_cnt_s;//2us计数器
always (posedge clk or negedge rst_n)begin if(!rst_n)cnt_us 0;else if(add_cnt_us)beginif(end_cnt_us)cnt_us0;elsecnt_us cnt_us1b1;end
end
assign add_cnt_us 1b1;
assign end_cnt_us (cnt_us7d99) add_cnt_us;//ms计数器
always (posedge clk or negedge rst_n)begin if(!rst_n)cnt_ms 0;else if(add_cnt_ms)beginif(end_cnt_ms)cnt_ms0;elsecnt_ms cnt_ms1b1;end
end
assign add_cnt_ms end_cnt_us;
assign end_cnt_ms add_cnt_ms (cnt_msTIME_2ms);//s计数器
always (posedge clk or negedge rst_n)begin if(!rst_n)cnt_s 0;else if(add_cnt_s)beginif(end_cnt_s)cnt_s0;elsecnt_s cnt_s1b1;end
end
assign add_cnt_s end_cnt_ms;
assign end_cnt_s add_cnt_s (cnt_sTIME_2s);//flag亮灭状态描述
always (posedge clk or negedge rst_n)beginif(!rst_n)flag 0;else if(end_cnt_s)flag~flag;elseflag flag;
end//功能实现
always (posedge clk or negedge rst_n)beginif(rst_n1b0)led_out 4b0000;// 由灭到亮else if((flag 1b0)(cnt_s cnt_ms))led_out 4b0000;else if((flag 1b0)(cnt_s cnt_ms))led_out 4b1111;// 由亮到灭else if((flag 1b1)(cnt_s cnt_ms))led_out 4b1111; else if((flag 1b1)(cnt_s cnt_ms))led_out 4b0000;elseled_out led_out;
end endmodule
测试文件的编写
//定义时间尺度
timescale 1ns/1ps
module led_tb();//重定义
defparam led_inst.TIME_2us10;
defparam led_inst.TIME_2ms10;
defparam led_inst.TIME_2s10;//内部变量定义
reg clk;
reg rst_n;
wire led_out;//模块实例化
led led_inst(/*input */ .rst_n (rst_n ),/*input */ .clk (clk ),/*output reg [3:0] */ .led_out (led_out )
);//时钟
parameter CLK_CLY 20;
initial clk0;
always #(CLK_CLY/2) clk~clk;//复位
initial beginrst_n 1b0;#(CLK_CLY*2);#3;rst_n 1b1;
end
//激励endmodule
四、仿真波形图
由于我们设置的计数器技术周期和系统的周期相差过大所以在测试文件中进行重定义来更好在波形途中观察ms周期中高低占空比的改变。 通过波形图我们可以观察到低电平从最开始的100%慢慢变成0%最后又会从0%变为100%高电平从最开始的0%慢慢变成100%最后又会从100%变为0%这里,0000和1111的频率占空比这里的波形图位置有限没有拍完。
受格式的影响这里就不放下板之后的效果最终实现的效果就是4个LED会由暗变为亮在由亮变暗的呼吸灯效果。
