基于FPGA的LED闪烁灯设计

1. 项目介绍

　　在FPGA上最简单的应用就是点亮一盏闪烁的LED。学过软件的朋友一般都写过“Hello world”，因为这个是最简单的程序。

2. 设计要求

　　LED灯以2s的周期闪烁，LED灯亮、灭，每1s取反一次，如此循环，不断取反。从而实现LED灯的不断闪烁。

3. 设计分析

　　从外部晶振（50M）时钟输入，利用计数器去计数1s，然后每隔1s改变一下LED输出引脚的电平状态。 因为开发板晶振为50M，所以一个时钟周期为20ns（1/50MHz），因此计数器cnt通过对50MHz系统时钟计数，计时到1s，需要累加1s/20ns=5000_0000次。

4．具体设计

4.1 硬件连接示意图

4.2 架构设计

5. 设计实现

module led_flash(
    input     wire                 clk,
    input     wire                 rst_n,
    
    output     reg      [3:0]    led    
);

    parameter     T_1S     = 26'd50_000_000;
    
    reg         [25:0]    cnt;
    
    always@(posedge clk or negedge rst_n)begin
        if(rst_n == 1'b0)
            cnt <= 26'd0;
        else
            if(cnt < T_1S - 1'b1)
                cnt <= cnt + 1'b1;
            else
                cnt <= 26'd0;
    end

    always@(posedge clk or negedge rst_n)begin
        if(rst_n == 1'b0)
            led <= 4'b0000;
        else
            if(cnt == T_1S - 1'b1)
                led <= ~led;
            else
                led <= led;
    end
    
endmodule 

6. 仿真验证

`timescale 1ns/1ps

module led_flash_tb();

    reg                     clk;
    reg                     rst_n;
    
    wire          [3:0]    led;    
    
    defparam led_flash_inst.T_1S = 7'd100;

    led_flash led_flash_inst (
        .clk                (clk),
        .rst_n            (rst_n),

        .led                (led)    
    );

    initial begin
        while(2)begin
            clk = 1'b0;     #10;
            clk = 1'b1;        #10;        
        end
    end
    
    initial begin
        rst_n = 1'b0;
        #21;
        rst_n = 1'b1;
        #(2000*10);    //必须加括号，
        $stop;
    end
    
endmodule 

7 参考资料

　　（1）陪您一起学习FPGA-郝旭帅团队_哔哩哔哩_bilibili；