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[導讀]由于這4個時鐘頻率都有一定的倍數(shù)關(guān)系,所以我們也很容易通過調(diào)整合理的計數(shù)器位寬,達到4個LED閃爍一致的控制。

如圖8.17所示,本實例將用到FPGA內(nèi)部的PLL資源,輸入FPGA引腳上的25MHz時鐘,配置PLL使其輸出4路分別為12.5MHz、25MHz、50MHz和100MHz的時鐘信號,這4路時鐘信號又分別驅(qū)動4個不同位寬的計數(shù)器不停的計數(shù)工作,這些計數(shù)器的最高位最終輸出用于控制4個不同的LED亮滅。由于這4個時鐘頻率都有一定的倍數(shù)關(guān)系,所以我們也很容易通過調(diào)整合理的計數(shù)器位寬,達到4個LED閃爍一致的控制。

cy4.v模塊代碼解析

先來看cy4.v模塊的代碼,它是工程的頂層模塊,主要做接口定義和模塊例化,一般不會在這個模塊中做任何的具體邏輯設(shè)計。

首先是接口部分,只有時鐘、復位和8個LED信號。

module cy4(

input ext_clk_25m, //外部輸入25MHz時鐘信號

input ext_rst_n, //外部輸入復位信號,低電平有效

output[7:0] led //8個LED指示燈接口

);

接著這里申明5個wire類型的信號,所有在不同模塊間接口的信號,在它們的上級模塊中都必須定義為wire類型,這里有4個不同頻率的時鐘以及由PLL的lock信號引出的復位信號sys_rst_n。

wire clk_12m5; //PLL輸出12.5MHz時鐘

wire clk_25m; //PLL輸出25MHz時鐘

wire clk_50m; //PLL輸出50MHz時鐘

wire clk_100m; //PLL輸出100MHz時鐘

wire sys_rst_n; //PLL輸出的locked信號,作為FPGA內(nèi)部的復位信號,低電平復位,高電平正常工作

PLL是我們配置的IP核模塊,它需要在我們的代碼中例化,如下所示。

//-------------------------------------

//PLL例化

pll_controller pll_controller_inst (

.areset ( !ext_rst_n ),

.inclk0 ( ext_clk_25m ),

.c0 ( clk_12m5 ),

.c1 ( clk_25m ),

.c2 ( clk_50m ),

.c3 ( clk_100m ),

.locked ( sys_rst_n )

);

最后4個LED閃爍控制模塊的例化,它們的源碼都是led_controller.v模塊,但它們的名稱不一樣,分別為uut_led_controller_clk12m5、uut_led_controller_clk25m、uut_led_controller_clk50m、uut_led_controller_clk100m。這樣的定義方式最終實現(xiàn)效果不同于軟件的函數(shù)調(diào)用,軟件的函數(shù)調(diào)用只有一個函數(shù),分時復用;而FPGA的這種代碼例化卻會實現(xiàn)4個完全一樣的硬件邏輯。當然了,這4個模塊還略有不同,就是兩個名稱中間的“#(n)”,n有23、24、25和26,這個是輸入到led_controller.v模塊的一個參數(shù),大家別急,后面我們馬上就會提到它。

//-------------------------------------

//12.5MHz時鐘進行分頻閃爍,計數(shù)器為23位

led_controller #(23) uut_led_controller_clk12m5(

.clk(clk_12m5), //時鐘信號

.rst_n(sys_rst_n), //復位信號,低電平有效

.sled(led[0]) //LED指示燈接口

);

//-------------------------------------

//25MHz時鐘進行分頻閃爍,計數(shù)器為24位

led_controller #(24) uut_led_controller_clk25m(

.clk(clk_25m), //時鐘信號

.rst_n(sys_rst_n), //復位信號,低電平有效

.sled(led[1]) //LED指示燈接口

);

//-------------------------------------

//25MHz時鐘進行分頻閃爍,計數(shù)器為25位

led_controller #(25) uut_led_controller_clk50m(

.clk(clk_50m), //時鐘信號

.rst_n(sys_rst_n), //復位信號,低電平有效

.sled(led[2]) //LED指示燈接口

);

//-------------------------------------

//25MHz時鐘進行分頻閃爍,計數(shù)器為26位

led_controller #(26) uut_led_controller_clk100m(

.clk(clk_100m), //時鐘信號

.rst_n(sys_rst_n), //復位信號,低電平有效

.sled(led[3]) //LED指示燈接口

);

//-------------------------------------

//高4位LED指示燈關(guān)閉

assign led[7:4] = 4‘b1111;

endmodule

led_controller.v模塊代碼解析

led_controller.v模塊代碼如下,這里重點注意我們上面剛剛提到的輸入?yún)?shù)。在代碼中,有“parameter CNT_HIGH = 24;”這樣的定義,若是例化這個模塊的上層接口中不定義“#(n)”,則表示“parameter CNT_HIGH = 24;”語句生效,若是定義的“#(n)”中的n值與代碼中定義的24不同,那么以n為最終值。

module led_controller(

input clk, //時鐘信號

input rst_n, //復位信號,低電平有效

output sled //LED指示燈接口

);

parameter CNT_HIGH = 24; //計數(shù)器最高位

//-------------------------------------

reg[(CNT_HIGH-1):0] cnt; //24位計數(shù)器

//cnt計數(shù)器進行循環(huán)計數(shù)

always @ (posedge clk or negedge rst_n)

if(!rst_n) cnt <= 0;

else cnt <= cnt+1‘b1;

assign sled = cnt[CNT_HIGH-1];

endmodule

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