FPGA学习记录_按键控制流水灯实验

        今天继续昨天的流水灯实验，不过今天尝试加入按键来进行控制，通过按键来控制LED的显示效果。

1 实验内容

        此次实验中我将使用芯路恒AC620开发板进行实验，通过开发板上的两个按键来控制4个LED灯。不同按键按下时，LED灯显示不同的效果。

2 硬件电路设计

                                                                      图 2.1  按键电路原理图

          如图所示，当按键未按下时，输出高电平，按键按下时，输出低电平。本次实验用到的管脚分配如下表所示：

端口名称	I/0	功能描述	对应管脚
Clk50M	input	模块的工作时钟，频率为50Mhz	PIN_E1
Rst_n	input	模块复位，低电平复位	PIN_E16
led[0]	output	低电平时LED亮	PIN_A2
led[1]	output	低电平时LED亮	PIN_B3
led[2]	output	低电平时LED亮	PIN_A4
led[3]	output	低电平时LED亮	PIN_A3
key[0]	input	按键输入	PIN_M16
key[1]	input	按键输入	PIN_E15

                                                                  图2.2 按键控制LED实验管脚分配图

 3 程序设计

         在本次实验中，最终的实验结果是：1、当无按键按下时，4个LED灯全部点亮；2、按键key0按下时，LED灯显示从左至右的流水效果；3、按键key1按下时，LED灯显示从右至左的流水效果。LED灯流水效果时间间隔均为0.5s，因此同上一个实验一样，需要先定义一个0.5s的计数器，也要定义一个状态计数器。根据当前按键的状态来选择不同的LED灯显示效果，不同显示模式下LED灯的亮灭随状态计数器的改变而改变。下图为本次实验的系统框图：

                                                                                       图3.1 系统框图

按键控制LED灯模块代码如下：

module counter(
	input Clk50M, 		//系统时钟
	input Rst_n,  		//全局复位 低电平复位
	input [1:0] key,	//按键输入信号
	output reg [3:0] led	//led 输出
	);
	reg [24:0]cnt;//定义25位寄存器
	reg [1:0]led_control;//定义LED控制状态方式
	//计数器计数进程
	always@(posedge Clk50M or negedge Rst_n)//对一组反复执行的活动进行建模
		if(Rst_n == 1'b0)
			cnt <= 25'b0;
		else if(cnt == 25'd24_999_999)
			cnt <= 25'b0;
		else 
			cnt <= cnt + 1'b1;
	//LED灯状态的选择
	always@(posedge Clk50M or negedge Rst_n) begin
		if(!Rst_n)
			led_control <= 2'b00;
		else if(cnt == 25'd24_999_999)
			led_control = led_control + 1'b1;
		else
			led_control <= led_control;
		end
	//识别按键，切换显示模式
	always@(posedge Clk50M or negedge Rst_n) begin
		if(!Rst_n) begin
			led <= 4'b0000;
		end
		else if(key[0] == 0)	//从左至右流水显示
			case (led_control)
				2'b00 :led <= 4'b0111;
				2'b01 :led <= 4'b1011;
				2'b10 :led <= 4'b1101;
				2'b11 :led <= 4'b1110;
				default:led <= 4'b1111;
			endcase
		else if(key[1] == 0)	//从右至左流水显示
			case (led_control)
				2'b00 :led <= 4'b1110;
				2'b01 :led <= 4'b1101;
				2'b10 :led <= 4'b1011;
				2'b11 :led <= 4'b0111;
				default:led <= 4'b1111;
			endcase
		else 						//无按键按下时，LED灯全亮
			led <= 4'b0000;
end	
endmodule 

代码分析：代码主要分为三大部分，首先采用计数器对系统时钟计数，当计数时间达0.5s时，计数器清零，同时使led_control在四个状态（00,01,10,11）内依次变化。接着利用case语句实现对按键状态的检测，当不同的按键按下时，led随着led_control的变化，被赋予不同的值。 啦啦啦。。。又完成了一个小实验，我将一直将FPGA这个系列的博客更新下去，让它成为我学习FPGA的一个记录。