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--- icore4tx_fpga_8 [2020/05/20 16:37]
fmj
+++ icore4tx_fpga_8 [2022/04/01 11:37] (当前版本)
sean
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 ^  版本  ^  日期  ^  作者  ^  修改内容  ^
-|  V1.0  |  2020-05-20  |  gingko  |  初次建立  |
+|  V1.0  |  2020-05-28  |  gingko  |  初次建立  |
 ===== 实验八：计数器实验——呼吸灯 =====
+==== 一、 实验目的与意义 ====
-==== 一、实验目的与意义 ====
   - 掌握计数器原理及使用方法；
-  - 掌握ISE开发软件的使用方法。
+  - 掌握ISE开发环境的使用。
+==== 二、 实验设备及平台 ====
-==== 二、实验设备及平台 ====
+  - iCore4TX 双核心板[[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1-c-s.w4004-22598974120.3.1cbb532fZXqtk2&id=614919247574|点击购买]]；
+  - USB-CABLE（或相同功能）仿真器；
-  - iCore4TX 双核心板。[[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1-c-s.w4004-22598974120.3.5923532fAsAtPz&id=614919247574|点击购买]]
+  - Micro USB线缆；
-  - USB-CABLE（或相同功能）的仿真器。
+  - ISE开发平台；
-  - Micro USB线缆。
+  - 电脑一台；
-  - ISE开发平台。
+==== 三、 实验原理 ====
-  - 电脑一台。
-==== 三、实验原理 ====
   * 计数器是实现计数的一种最基本的加法运算。在FPGA中计数器的实质其实就是对驱动参考时钟进行计数，每当触发条件满足，计数器的寄存器参数实现自加，累加到某个状态进行清零操作。FPGA中常用计数器对系统时钟进行计数，实现时钟分频、定时器、延时、计数、控制等功能，是FPGA实现功能中常用的一种逻辑电路和时序控制方式。
   * 呼吸灯在生活中也较为常见，一般是通过控制LED的亮度渐变实现的。以本实验要实现的呼吸灯为例，要实现的效果为渐渐变亮，亮度最大后再渐渐变暗，最后熄灭，如此往复循环。LED的亮度变化是通过控制LED单位时间内亮的时间占比实现的；比如以10个时钟周期作为1个单位时间周期，当LED亮的时间持续2个时钟周期，熄灭的时间持续8个时钟周期，那么，当时钟周期较小时，每秒由成千上万个这样的单位时间构成；反馈到人的眼睛，由于视觉暂留，眼睛看不到很高频率的闪烁，而是看到LED的亮度很低。同理，当10个时钟周期里持续8个时钟周期的亮，则看起来亮度就高。
   * 呼吸灯的呼吸效果是如何实现的呢？以本实验为例，呼吸周期为2秒，则从暗到亮的过程持续1秒，从亮到暗的过程持续1秒。在从暗到亮的过程中，假如这1秒分成1000个单位时间周期，则每个单位时间周期里LED亮的时间都要比前一个久一点。同理，从亮到暗的过程则是每个时间单位周期里LED亮的时间都要比前一个短一点。
   * 以本实验呼吸灯亮的这1秒过程为例来阐述。系统时钟为25MHz，机1秒钟内有25M个系统时钟周期。将1秒分成5000个单位时间周期，每个单位时间周期持续5000个系统时钟周期。
-  * **25M/5000=5000**
+    * **25M/5000=5000**
   * 那么，只需将这5000个单位时间周期内LED亮的时间从0~5000逐渐增加，这1秒LED看起来就是逐渐变亮的；同理也可以控制LED灯逐渐变暗。
+==== 四、 代码讲解 ====
-==== 四、代码讲解 ====
   * 原理部分讲解了呼吸灯的实现原理。下面通过代码讲解如何实现LED呼吸的效果。
   * 首先定义变量cnt1和cnt2；cnt1是对单位时间周期内系统时钟进行计数，cnt2是对单位时间周期（即cnt1）进行计数，那么cnt1*cnt2=25M,。然后定义变量flag，每过1秒翻转1次，则可以在flag的不同状态控制LED是渐亮还是渐灭。
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 always@(posedge clk_25M or negedge rst_n)
 	if(!rst_n)
-			cnt1<=13'd0;
+	    cnt1<=13'd0;
 	else	if(cnt1==13'd4999)
-			cnt1<=13'd0;
+	    cnt1<=13'd0;
 	else
-			cnt1<=cnt1+1'd1;
+	    cnt1<=cnt1+1'd1;
 //------------------cnt2-------------------//
 //对cnt1进行计数
 always@(posedge clk_25M or negedge rst_n)
 	if(!rst_n)
-			cnt2<=13'd0;
+	    cnt2<=13'd0;
 	else if((cnt1==13'd4999)&&(cnt2==13'd4999))
-			cnt2<=13'd0;
+	    cnt2<=13'd0;
 	else if(cnt1==13'd4999)
-			cnt2<=cnt2+1'd1;
+	    cnt2<=cnt2+1'd1;
 //-----------------flag--------------------//
 //flag为1时led逐渐变亮，flag为0时逐渐变暗
@@ 行 59: / 行 55: @@
 always@(posedge clk_25M or negedge rst_n)
 	if(!rst_n)
-			flag<=1'd0;
+	    flag<=1'd0;
 	else if((cnt2==13'd0)&&(cnt1==13'd0))
-			flag<=~flag;
+	    flag<=~flag;
 //-----------------led--------------------//
 //控制LED在哪个范围内亮和灭
 always@(posedge clk_25M or negedge rst_n)
 	if(!rst_n)
-			led_r<=1'd1;
+	    led_r<=1'd1;
 	else if((flag==1'd1)&&(cnt2<cnt1))
-			led_r<=1'd0;
+	    led_r<=1'd0;
-		else if((flag==1'd0)&&(cnt2>cnt1))
+	else if((flag==1'd0)&&(cnt2>cnt1))
-			led_r<=1'd0;
+	    led_r<=1'd0;
 	else
-			led_r<=1'd1;
+	    led_r<=1'd1;
 </code>
-==== 五、实验步骤及实验结果 ====
+==== 五、 实验步骤及实验结果 ====
-{{ :icore4tx:icore4tx_fpga_8_1.png?direct&400 |图8.1}}
-、将硬件正确连接，如图8.1所示。\\
-、将编写好的代码进行编译，并下载到开发板中；\\
-、观察实验现象——FPGA_LED逐渐变亮然后逐渐变暗，循环进行。\\
-==== 六、拓展实验 ====
-  - 调整LED灯的呼吸周期。
-  - 通过计数器，控制led熄灭之后延迟一段时间再逐渐变亮。
+{{ :icore4tx:icore4tx_fpga_8_1.png?direct&400 |图8-1}}
+  - 将硬件正确连接，如图8-1所示。
+  - 将编写好的代码进行编译，并下载到开发板中；
+  - 观察实验现象——FPGA_LED逐渐变亮然后逐渐变暗，循环进行。
+==== 六、 拓展实验 ====
+  * 调整LED灯的呼吸周期。
+  * 通过计数器，控制LED熄灭之后延迟一段时间再逐渐变亮。

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