XILINX学习笔记之流水灯

电子

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因为笔者是软件出身，专业是计算机，所以硬件方面的基础相比电子、通信等专业出身的来说非常差，很多时候都会用串行的方法来思考问题，而硬件的主要思想却是并行，另外，刚开始对FPGA设计流程不熟悉，对于很多参考书上所说的逻辑设计、行为仿真、综合、后仿真、下载、测试并运行等等这些环节并没有很深的体悟，相信刚开始很多人也如我一般，一直很迷茫，不知道自己该如何下手，其实，要想学好FPGA最迅速的办法就是自己买块开发板或者借块板子，然后，开始编写代码，仿真，下载，查看结果。结果不对，然后分析问题，一个个排除，一遍遍下载调试，最终你一定可以成功的！废话不多说，从最简单的流水灯实验入手，让我们走进FPGA的世界，相信这将是一个纪念性的时刻，想想，真真实实的看到你自己写的代码来控制硬件，不调用任何函数，没有别人的插手，你自己来打造你自己的电子王国。。。

流水灯的思想很简单，需要依次点亮特定位置的LED灯，当然，对于新手来说这可不是一件容易的事情，首先你得学会VHDL或者Verilog语言之中的一种，然后熟悉设计方法，最后编写代码实现。

下面是部分代码展示：

process(clk_50MHZ,reset)
begin
if(reset = '1')then//异步复位
count <= (others => '0');//将计数器清零
elsif(clk_50MHZ'event and clk_50MHZ = '1') then//时钟上升沿到来
if(count = half_50MHZ)then//检测是否计数器到达50MHZ/2-1，若到达，计数器清零
count <= (others => '0');
else
count <= count + 1;
end if;
end if;
end process;
//生成1HZ的时钟信号rclk
process(clk_50MHZ,reset)
begin
if(reset = '1')then
rclk <= '0';
elsif(clk_50MHZ'event and clk_50MHZ = '1') then
if(count = half_50MHZ)then
rclk <= not rclk;
else
rclk <= rclk;
end if;
end if;
end process;
首先需要知道在Spartan-3E上主时钟为50MHZ,而这个50MHZ速度是非常快的，如果只是利用50MHZ时钟来直接做为流水灯转换的间隔，那么是不可行的，那么就必须对其进行分频，笔者考虑到通用性，将其分频为1HZ，即一秒钟变化一次，这样，就可以方便观看效果，下面是流水灯的核心代码：
process(rclk,reset,en,dir,q)//注意这儿需要将所有的敏感信号都加进来
begin
if(reset = '1')then
q <= x"01";
elsif(rclk'event and rclk = '1') then
if(en = '1') then
if(dir = '0') then--左移
q <= q(6 downto 0) & q(7);
elsif(dir = '1') then--右移
q <= q(0) & q(7 downto 1);
end if;
end if;
end if;
end process;
当允许时，才进行左移（q <= q(6 downto 0) & q(7);）或者右移操作（q <= q(0) & q(7 downto 1);），否则啥也不做，然后综合，下载即可。
到这里，完整的流水灯就OK了！！
附件里面是我自己写的代码，开发板为SPARTAN-3E starter kit board，ISE 13.3 ，语言为VHDL和Verilog。需要的人下载，附件led_flow.rar为VHDL实现，led_flow_v.rar为Verilog语言实现。

led_flow_v.rar (172.11 KB, 下载次数: 19 )

led_flow.rar (877.96 KB, 下载次数: 25 )