FPGA开发第二弹：流水灯实验

​ 流水灯的原理是开发板上的四盏灯交替亮起，按顺序循环往复产生流水的现象。

​ LED灯硬件原理图如下所示：

​ 实验中的系统时钟、按键复位以及LED端口的管脚分配如下表所示。

​ 对应的XDC约束语句如下所示：

create_clock -name clk -period 20 [get_ports clk]

set_property -dict {PACKAGE_PIN R4 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports clk]
set_property -dict {PACKAGE_PIN U2 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports rst]
set_property -dict {PACKAGE_PIN R2 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports led[0]]
set_property -dict {PACKAGE_PIN R3 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports led[1]]
set_property -dict {PACKAGE_PIN V2 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports led[2]]
set_property -dict {PACKAGE_PIN Y2 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports led[3]]

​ 流水灯模块原理图如下图所示：

​ 由于人眼的视觉暂留，流水灯状态变化间隔时间不能低于0.1s，否则的话实验效果就不明显。本实验我们设置流水灯间隔为0.2s一次，我们使用计数器累加计数来计时，计时达0.2s后计数器清零并重新开始计数，每0.2s就能让led的状态改变一次。

​ 流水灯模块代码如下：

module flow_led(
input clk,
input rst,
output reg [3:0] led
);//定义输入端口时钟和清零，输出端口即LED

reg[23:0] counter;//定义一个计数器

always @(posedge clk or negedge rst)
begin
if(rst==0)
count<=24'd0;//根据计数的值进行规定位数
else if(counter<24'd1000_0000)//最多记到0.2s，这个是次数一个时钟周期设置为20ns
counter<=counter+1'b1;
else
counter<=24'd0;
end

[email protected](posedge clk or negedge rst)
begin
if(rst==0)//清零信号
led<=4'b0001;
else if(counter==24'd1000_0000)
led[3:0]<={led[2:0],led[3]};//0.2s变一次
else
led<=led;//其他时间保持不变
end 
endmodule

​ 测试代码testbench如下：

`timescale 1ns/1ns
module test();
parameter T=20;//一个时间周期
reg clk;
reg rst;
wire [3:0] led;

initial 
begin
clk=1'b0;
rst=1'b0;
#(T+1) rst=1'b1;
end

always #(T/2) clk=~clk;//半个时间周期翻转
flow_led lh(
.clk(clk),
.rst(rst),
.led(led)
);

endmodule

​ 仿真结果如下图所示：

​ 最后下载验证，生成比特流，在FPGA开发板上进行开发。

​ 具体操作可以参考FPGA开发第一弹：FPGA开发第一弹：Vivado软件安装、开发使用与工程建立_WeeHours.的博客-CSDN博客_vivado 设置顶层

​ 以上就是我进行的流水灯实验，继续熟悉整个FPGA开发的流程，如果自己做的项目的话其实每一步基本都不能缺失，每一步都需要我们认真总结掌握，多练几次也就熟练了！欢迎大家私信我一同交流学习，也欢迎大家批评指正！