PWM呼吸灯
PWM呼吸灯
设计一个周期是8ms的PWM，用来控制LED实现呼吸灯的效果。
1. 设计分析
PWM的周期为8ms，每0.1秒调整一次占空比，分10档，从95%、85%、....5%。这里需要设计三个计数器：8ms的计数器，0.1秒的计数器，1秒的计数器。经过测试可以发现档数越多，间隔越小，呼吸灯的效果就越细腻。
2. 代码说明
(1) PWM周期计数器
//8ms计数
always @(posedge clk or negedge rst_n)begin
if(!rst_n)begin
cnt0 <= 0;
end
else if(add_cnt0)begin
if(end_cnt0)
cnt0 <= 0;
else
cnt0 <= cnt0 + 1;
end
end
assign add_cnt0 = 1;
assign end_cnt0 = add_cnt0 && cnt0==400_000 -1 ;
这里用的clk是50MHz，经过换算，8ms计数器的最大值为400000-1，代码设计里没有用常规的直接判断最大值的方式，而是用了计数使能add_cnt0，计数结束标志end_cnt，看了后续两个计数器的代码，就会明白，一是为了计数器设计的风格统一，增强代码的复用性，而是通过计数结束标志，代替直接用最大值判断，可以嵌套复用计数器，节省设计资源。
（2）0.1秒计数器
//0.1s计数
always @(posedge clk or negedge rst_n)begin
if(!rst_n)begin
cnt1 <= 0;
end
else if(add_cnt1)begin
if(end_cnt1)
cnt1 <= 0;
else
cnt1 <= cnt1 + 1;
end
end
assign add_cnt1 = end_cnt0;
assign end_cnt1 = add_cnt1 && cnt1==13-1 ;
这里用end_cnt0驱动add_cnt1，就复用了前面的8ms计数器。最大值本为12.5，这里取了近似值13-1，方便计数。
（3）10档计数器
//1s计数
always @(posedge clk or negedge rst_n)begin
if(!rst_n)begin
cnt2 <= 0;
end
else if(add_cnt2)begin
if(end_cnt2)
cnt2 <= 0;
else
cnt2 <= cnt2 + 1;
end
end
assign add_cnt2 = end_cnt1;
assign end_cnt2 = add_cnt2 && cnt2==10-1 ;
模式都一样，为了使显示更细腻，这里分了10档，0.1秒一档，当然也可以分更细，更多档。
（4）LED的控制
always @(posedge clk or negedge rst_n)begin
if(rst_n==1'b0)begin
led <= 9'b1_1111_1111;
end
else if(add_cnt0 && cnt0==led_1to0-1)begin
led <= 9'b0;
end
else if(end_cnt0)begin
led <= 9'b1_1111_1111;
end
end
//每0.1秒不同的占空比
always @(*)begin
if(cnt2==0)begin
led_1to0 = 380_000;
end
else if(cnt2==1)begin
led_1to0 = 340_000;
end
else if(cnt2==2)begin
led_1to0 = 300_000;
end
else if(cnt2==3)begin
led_1to0 = 260_000;
end
else if(cnt2==4)begin
led_1to0 = 220_000;
end
else if(cnt2==5)begin
led_1to0 = 180_000;
end
else if(cnt2==6)begin
led_1to0 = 140_000;
end
else if(cnt2==7)begin
led_1to0 = 120_000;
end
else if(cnt2==8)begin
led_1to0 = 80_000;
end
else begin
led_1to0 = 40_000;
end
end
对不同的占空比脉冲信号，高亮低灭，改变占空比，就改变了平均电流的大小，也就改变了亮度。
3. 演示视频
(1) 6档1秒间隔
【PWM呼吸灯6档1spwm】 https://www.bilibili.com/video/BV15i421D7oC/?share_source=copy_web&vd_source=68c33dfb807678d785a70ba1e19f297a
（2）10档0.1秒间隔
【PWM呼吸灯10档0.1spwm】 https://www.bilibili.com/video/BV17w4m1X7e6/?share_source=copy_web&vd_source=68c33dfb807678d785a70ba1e19f297a
4. 参考文献
https://mp.weixin.qq.com/s/v38VvtFUM00RS5_LXonPwA
