FPGA学习altera系列: 第十篇 按键控制LED

2020-12-29 16:43:30 浏览数 (1)

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今天给大侠带来“FPGA学习系列 altera"系列,持续更新。此学习心得是本人之前所写,所用设计软件为Quartus II 13.1,现Quartus II 新版本已更新到19 ,以下仅供初学者学习参考。后续会更新其他系列,敬请关注。话不多说,上货。

按键控制LED

对于每一个的小实验,我们都可以把它看作是一个小项目,逐步的去分析,设计,调试,最后完成功能。下面我们就开始我们的“小项目”。

项目名称:按键控制led。

具体要求:按下按键led亮,释放按键led灭。

通过分析上述的“项目名称”和“具体要求”,我们可以设计出如下的架构:

当我们需要用到外部按键和led时,我们应该去分析它们的工作原理,如下:

独立按键的电路图

Led的电路图

简单的分析得知:按键按下为低电平,按键释放为高电平。输出为高电平时,led灭,输出为低电平时,led亮。

在verilog中/*······*/,中间的内容会被注释掉,不被编译进去。‘//·····’表示这一行//后面的内容会被注释掉,不被编译进去。

设计代码如下:

代码语言:javascript复制
/*
模块名称:key_led
模块功能:按下按键led亮,释放按键led灭 
作者:郝旭帅
邮箱:746833924@qq.com
*/
module key_led (clk, rst_n, key, led);

  input clk;
  input rst_n;//低电平有效的复位
  input key;
  
  output reg led;//低电平led亮

  always @ (posedge clk or negedge rst_n ) 
    begin  // 时序逻辑,异步复位
      if (!rst_n)
        begin
          led <= 1'b1;
        end
      else
        begin
          if (key == 1'b0)
            begin//按键按下
              led <= 1'b0;
            end
          else
            begin//按键释放
              led <= 1'b1;
            end
        end
    end
    
endmodule

激励代码如下:

代码语言:javascript复制
/*
模块名称:key_led_tb
模块功能:为key_led模块提供激励信号
作者:郝旭帅
邮箱:746833924@qq.com
*/
`timescale 1ns/1ps

module key_led_tb;
  
  reg clk;
  reg rst_n;//低电平有效的复位
  reg key;
  
  wire led;//低电平led亮

  initial begin
    clk = 1'b1;
    rst_n = 1'b0;
    key = 1'b1;//复位时,按键释放
    # 200 // 复位200ns
    
    rst_n = 1'b1;
    # 200
    
    key = 1'b0;
    # 200//按下200ns
    
    key = 1'b1;//按键释放
    # 200
    $stop;
  end
  
  always # 10 clk = ~clk;//50M
  
  key_led key_led_dut(
      .clk(clk),
      .rst_n(rst_n),
      .key(key), 
      .led(led)
    );
    
endmodule

笔者手中的板子的本地晶振为:50MHz。故而,所有的仿真中,时钟都是50MHz。

仿真波形如下:

当按键按下时,led亮,按键释放,led灭。

设计正确,下板即可验证。如果小伙伴的电路原理和笔者的不一样,请自行更改设计。如果还是有不明白的小伙伴可以发邮件到我邮箱或者加群询问。

END

制作人:郝旭帅

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