FPGA——点亮led灯

一、实验环境

quartus18.1
vscode
Cyclone IV开发板

二、实验任务

每间隔1S实现led灯的亮灭，实现流水灯的效果。

三、实验过程

3.1 编写verliog程序

//每间隔1S实现LED的亮灭
module led(
    input           clk     ,
    input           rst_n   ,

    output  reg   [3:0]  led   
);

//计时1S
//parameter CNT0_2S = 24'd9;//如果要进行仿真的话就使用这个计数器
parameter CNT0_2S = 24'd9_999_999;
reg [23:0]  cnt     ;//保存时钟上升沿的个数
reg [1:0]   state   ;

always @(posedge clk or negedge rst_n) begin//对寄存器赋值要使用always
    if(!rst_n)begin
        cnt <= 24'd0;
    end
    else if(cnt == CNT0_2S)begin
        cnt <= 24'd0;
    end
    else begin
        cnt <= cnt + 1'd1;
    end
end

always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if(!rst_n)begin
        state <= 2'd0;
    end
    else if(state == 2'd3 && cnt == CNT0_2S)begin
        state <= 2'd0;
    end
    else if(cnt == CNT0_2S)begin
        state <= state + 1'd1;
    end
end

always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if(!rst_n)begin
        led <= 4'b0000;
    end
    else begin
        case (state)
            2'd0:   led <= 4'b0001;
            2'd1:   led <= 4'b0010;
            2'd2:   led <= 4'b0100;
            2'd3:   led <= 4'b1000;
            default:led <= 4'b0000;
        endcase
    end
end

//0001,0010,0100,1000,0001
// always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
//     if(!rst_n)begin
//         led <= 4'b0001;
//     end
//     else if(cnt == CNT0_2S)begin
//         led <= {led[2:0],led[3]};//使用位拼接可以更简单的实现流水灯
//     end
//     else begin
//         led <= led;
//     end
// end
endmodule

3.2 引脚配置

四、仿真

4.1 仿真代码

`timescale 1ns/1ns
module led_tb();
    reg     clk;
    reg     rst_n;

    wire    [3:0]   led;

always #10 clk = ~clk;

initial begin
    clk         =   1'b0;
    rst_n       =   1'b0;
    #10 rst_n   =   1'b1;
    #1000 $stop ;
end

led     u_led(
    .clk     (clk),
    .rst_n   (rst_n),
    .led     (led)   
);

endmodule

4.2仿真结果

五、实验结果

六、总结

本次实验主要是学习verilog的基础语法，掌握计数器的编写以及时序逻辑的设计方法。另外在进行仿真的时候需要修改计数器的大小，因为我们仿真设计的是延时1000ns，如果不把计数器改小的话就只能看到最开始的0001的状态，就无法判断逻辑是否出错。