手撕Verilog PWM呼吸灯

该博客介绍了使用Verilog实现PWM(脉冲宽度调制)模块的详细过程。通过参数传递PWM频率,并利用分频技术生成占空比,占空比从0逐渐增加到分频参数的倒数。在时钟边沿触发的两个always块中分别更新频率计数器和占空比计数器。仿真结果验证了PWM模块的功能,展示了PWM信号随着频率和占空比变化的特性。

pwm的频率通过parameter传递,
对clk按 (分频参数+1)进行分频,
占空比从0增加到 分频参数/(分频参数+1)

rtl

module pwm#(
	parameter [10:0] FREQUENCY = 11'd4
)(
    input clk,
    input rst_n,
    
	output  pwm
    );
    
	reg [10:0]
### Verilog 实现 PWM 呼吸的工作原理 PWM(脉宽调制)是一种用于控制信号占空比的技术,能够有效地调节LED的亮度。在FPGA开发环境中,通过Verilog语言可以实现对LED光强度的精确调控。 #### 占空比与亮度关系 当向LED施加不同宽度的方波电压时,其平均功率会发生改变从而影响发光强度。具体来说,在固定频率下调整高电平持续的时间比例即为占空比,该参数决定了最终呈现出的视觉效果[^3]。 #### 时间计数器的作用 为了生成具有可变占空比特性的PWM信号,通常会设置两个相互关联的时间计数器`cnt_1ms`和`cnt_1s`。这两个寄存器分别记录毫秒级与时钟周期级别的流逝情况: - `cnt_1ms`: 表示每经过1毫秒增加一次; - `cnt_1s`: 定义了整个循环过程中最大允许达到的最大值; 根据上述描述可知,当`cnt_1ms < cnt_1s`时,意味着当前处于渐亮阶段,则应保持输出端口为低电平(`led_out <= 1'b0`)使电流流过LED使其点亮;反之则关闭电源供给让光线逐渐减弱直至熄灭[^4]。 ```verilog // led_out: 输出信号连接到外部的 LED always @(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n) if (!sys_rst_n) led_out <= 1'b0; else if ((cnt_1s_en && cnt_1ms < cnt_1s) || (!cnt_1s_en && cnt_1ms > cnt_1s)) led_out <= 1'b0; // 渐亮过程中的处理逻辑 else led_out <= 1'b1; // 渐暗过程中的处理逻辑 ``` 此段代码展示了如何依据计数值的变化来切换LED的状态,进而形成自然流畅的呼吸效应。 ### FPGA项目构建流程 在整个工程搭建方面,需借助ISE这类集成开发环境完成硬件描述文件(.vhd/.v)的新建以及综合、布局布线等一系列编译操作。之后再配合相应的测试平台验证所写程序能否正常运作并满足预期功能需求[^1]。
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