FPGA（4）晶振与计数器 -- 实现定时器（led定时闪烁、蜂鸣器频率控制(单响)、蜂鸣器报警（频带控制，多响））
目录
一、FPGA的晶振与定时器
二、定时器（led闪烁、蜂鸣器频率控制）
1、时钟上升沿、复位下降沿触发
2、复位，计数器清零
3、计数满1s时，计数器清零
4-1、led闪烁（每秒）
4-2、蜂鸣器响（每毫秒）
代码
三、蜂鸣器报警（多响）
1、初始化
2、计数
3、蜂鸣器控制
代码
一、FPGA的晶振与定时器
FPGA的晶振是50MHz，50MHz = 50_000_000Hz = 1/50_000_000s = 20ns
即每次时钟(clk)上升沿(posedge)每50Mhz(20ns)到来一次。
always@(posedge clk)基于这个原理，就可以愉快地做定时的操作了。
首先要知道：2^26 = 67_108_864 > 50_000_000，所以可以设置二进制长度2^26。（即宽26）
reg [25:0] cnt这里涉及到的蜂鸣器，和单片机的又不太一样，我自己尝试了一下直接给电平，它是响不了的，想让它响好像只能给控制频率，让它响。
注：人耳能听到的频率是90hz到15khz，所以你的驱动源频率须在此范围之内才能听到。
二、定时器（led闪烁、蜂鸣器频率控制）
1、时钟上升沿、复位下降沿触发
//led灯定时(1s)
always@ (posedge clk, negedge rst_n)2、复位，计数器清零
//按下复位键
if (!rst_n)
cnt <= 1'b0;3、计数满1s时，计数器清零
//计数满1s
else if(cnt != 26'd49_999_999) //定时到1hz(即1s)
cnt <= cnt + 1'b1;4-1、led闪烁（每秒）
//led闪烁：1s计数满
else
begin
led <= ~led;
cnt <= 1'b0;
end4-2、蜂鸣器响（每毫秒）
//蜂鸣器定频率
always@ (posedge clk)
begin
//计数满
if(!(cnt % 26'd49_999)) //定时到1khz(即1ms)
beep <= ~beep;
end代码
//定时（led灯闪烁、蜂鸣器频率控制）
//FPGA晶振是50MHz(即20ns)
module my_and(clk, rst_n, beep, led);
input clk, rst_n;
output reg beep;
output reg led;
reg [25:0] cnt;
//led灯定时(1s)
always@ (posedge clk, negedge rst_n)
begin
//按下复位键
if (!rst_n)
cnt <= 1'b0;
//计数满1s
else if(cnt != 26'd49_999_999) //定时到1hz(即1s)
cnt <= cnt + 1'b1;
//led闪烁：1s计数满
else
begin
led <= ~led;
cnt <= 1'b0;
end
end
//蜂鸣器按频率响
always@ (posedge clk)
begin
//计数满
if(!(cnt % 26'd49_999)) //定时到1khz(即1ms)
beep <= ~beep;
end
endmodule
三、蜂鸣器报警（多响）
这里实验效果是：响4声、停一会。
实验原理：蜂鸣器响是通过根据频率控制的，如果想让它断断续续地鸣叫，可以给它限值频带，频带范围内控制它响，不在频带范围内就不让它响。
这里由于需要响四声，停一下，我设置通频带范围：
1、27'd0~27'd6_250_000；
2、d12_500_000~27'd18_750_000；
3、27'd25_000_000~27'd31_250_000；
4、27'd37_500_000~27'd43_750_000；
周期：100MHz（2s）
1、初始化
//蜂鸣器报警（频带控制）
module my_and(clk, rst_n, beep);
input clk, rst_n;
output reg beep;
reg [28:0] cnt;
initial
begin
cnt <= 1'b0;
beep <= 1'b0;
end2、计数
周期2s（28'd99_999_999从0开始算的，即100MHz）
//计数
always@(posedge clk, negedge rst_n)
begin
if(!rst_n)
begin
cnt <= 1'b0;
end
else if(cnt != 28'd99_999_999) //2s
cnt <= cnt + 1'b1;
else
cnt <= 1'b0; //清空
end3、蜂鸣器控制
设置了四个频带，在频带范围就响，不在就不响。
//蜂鸣器控制
always@(posedge clk)
begin
//第一个频带（第一声）
if(cnt < 27'd6_250_000)
begin
if(cnt%27'd49_999==0)
beep <= ~beep;
end
//第二个频带（第二声）
else if(cnt > 27'd12_500_000 && cnt < 27'd18_750_000)
begin
if(cnt%27'd49_999==0)
beep <= ~beep;
end
//第三个频带（第三声）
else if(cnt > 27'd25_000_000 && cnt < 27'd31_250_000)
begin
if(cnt%27'd49_999==0)
beep <= ~beep;
end
//第四个频带（第四声）
else if(cnt > 27'd37_500_000 && cnt < 27'd43_750_000)
begin
if(cnt%27'd49_999==0)
beep <= ~beep;
end
end 代码
//蜂鸣器报警（频带控制）
module my_and(clk, rst_n, beep);
input clk, rst_n;
output reg beep;
reg [28:0] cnt;
initial
begin
cnt <= 1'b0;
beep <= 1'b0;
end
//计数
always@(posedge clk, negedge rst_n)
begin
if(!rst_n)
begin
cnt <= 1'b0;
end
else if(cnt != 28'd99_999_999) //2s
cnt <= cnt + 1'b1;
else
cnt <= 1'b0; //清空
end
//蜂鸣器控制
always@(posedge clk)
begin
//第一个频带（第一声）
if(cnt < 27'd6_250_000)
begin
if(cnt%27'd49_999==0)
beep <= ~beep;
end
//第二个频带（第二声）
else if(cnt > 27'd12_500_000 && cnt < 27'd18_750_000)
begin
if(cnt%27'd49_999==0)
beep <= ~beep;
end
//第三个频带（第三声）
else if(cnt > 27'd25_000_000 && cnt < 27'd31_250_000)
begin
if(cnt%27'd49_999==0)
beep <= ~beep;
end
//第四个频带（第四声）
else if(cnt > 27'd37_500_000 && cnt < 27'd43_750_000)
begin
if(cnt%27'd49_999==0)
beep <= ~beep;
end
end
endmodule