呼吸灯的效果采用PWM调波的形式，即快速的改变每个周期的占空比（一个周期内高电平时间占一个周期时间的比值）来实现点亮到熄灭的效果。示意如下图
而关于整个波形图，用50MHz的晶振，从0开始计数到49则为1us。
而1ms是1us的1000倍，以1us为基准，从0开始计数到999则为1ms。
同理，以1ms为基准，从0开始计数到999则为1s。
cnt_en为使能信号，当其为0的时候，实现【完全熄灭】——【完全点亮】过程
当cen_en为1的时候，实现【完全点亮】——【完全熄灭】过程
下图实现的是以2s为周期，前1s实现【完全熄灭】——【完全点亮】，后1s实现【完全点亮】——【完全熄灭】。
Verilog代码为
module breath_led
#(parameter CNT_1US_MAX=6'd49,parameter CNT_1MS_MAX=10'd999,parameter CNT_1S_MAX=10'd999
)(input wire sys_clk,input wire sys_rst_n,output reg led_out );reg [5:0]cnt_1us;reg [9:0]cnt_1ms;reg [9:0]cnt_1s;reg cnt_en;always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)//1us计数器的波形变化过程if(sys_rst_n==1'b0)cnt_1us<=6'd0;else if(cnt_1us==CNT_1US_MAX)cnt_1us<=6'd0;elsecnt_1us<=cnt_1us+6'd1;always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)//1ms计数器的波形变化过程if(sys_rst_n==1'b0)cnt_1ms<=10'd0;else if((cnt_1ms==CNT_1MS_MAX)&&(cnt_1us==CNT_1US_MAX))cnt_1ms<=10'd0;else if((cnt_1us==CNT_1US_MAX))cnt_1ms<=cnt_1ms+10'd1;elsecnt_1ms<=cnt_1ms;always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)//1s计数器的波形变化过程if(sys_rst_n==1'b0)cnt_1s<=10'd0;else if((cnt_1ms==CNT_1MS_MAX)&&(cnt_1us==CNT_1US_MAX)&&(cnt_1s==CNT_1S_MAX))cnt_1s<=10'd0;else if((cnt_1ms==CNT_1MS_MAX)&&(cnt_1us==CNT_1US_MAX))cnt_1s<=cnt_1s+10'd1;elsecnt_1s<=cnt_1s;always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)//呼吸灯的两个状态if(sys_rst_n==1'b0)cnt_en<=1'b0;else if((cnt_1ms==CNT_1MS_MAX)&&(cnt_1us==CNT_1US_MAX)&&(cnt_1s==CNT_1S_MAX))cnt_en<=~cnt_en;elsecnt_en<=cnt_en;always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)//LED灯的效果if(sys_rst_n==1'b0)led_out<=1'b1;else if((cnt_en==0)&&(cnt_1ms<=cnt_1s)||(cnt_en==1)&&(cnt_1ms>cnt_1s))led_out<=1'b0;elseled_out<=1'b1;
endmodule仿真测试代码如下
`timescale 1ns / 1nsmodule tb_breath_led();
reg sys_clk;
reg sys_rst_n;
wire led_out;initialbeginsys_clk=1'b1;sys_rst_n<=1'b0;#20sys_rst_n<=1'b1;endalways #10 sys_clk=~sys_clk;breath_led
#(
.CNT_1US_MAX(6'd4),
.CNT_1MS_MAX(10'd9),
.CNT_1S_MAX(10'd9)//仿真测试的过程中将初值设置小一点
)breath_led_inst(
.sys_clk(sys_clk),
.sys_rst_n(sys_rst_n),
.led_out(led_out) );endmodulevivado仿真波形图
三个计数器的计数波形
使能端和呼吸效果
注：LED灯为低电平点亮，高电平熄灭。
