勇敢的芯伴你玩转Altera FPGA连载60：经典模式流水灯实验

         本实例使用一个拨码开关和2个独立按键控制流水灯的各种不同变化模式。模式流水灯功能示意如图8.15所示。

图8.15 模式流水灯功能示意图

这里我们需要注意，当拨码开关SW3处于OFF时， LED停止不动，只有一个LED处于点亮，并且点亮的LED不会变化；而SW3处于ON状态时，流水灯处于流动状态。按键S1被按下后，LED流动方向是从上到下（D9到D2方向）；导航按键S2被按下后，LED流动方向是从下到上（D2到D9）。

         本实例代码虽然比之前几个实例都要长，但是我们可以把它们解析来看，其实也不复杂。首先，接口部分代码如下，除了时钟和复位信号，还有拨码开关switch[0]、2个独立按键key_v[1]和key_v[0]、8个LED指示灯信号led[7:0]。

module cy4(

            input ext_clk_25m, //外部输入25MHz时钟信号

            input ext_rst_n,   //外部输入复位信号，低电平有效

            input[0:0] switch, //拨码开关SW3输入，ON -- 低电平；OFF-- 高电平

            input[1:0] key_v,  //S1/S2两个按键输入，未按下为高电平，按下后为低电平

            output reg[7:0] led    //8个LED指示灯接口   

        );

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

//按键抖动判断逻辑

wire key;   //所有按键值相与的结果，用于按键触发判断

reg[3:0] keyr;  //按键值key的缓存寄存器

assign key = key_v[0] & key_v[1];

always @(posedge ext_clk_25m or negedge ext_rst_n)

    if (!ext_rst_n) keyr <=4'b1111;

    else keyr <= {keyr[2:0],key};

wire key_neg = ~keyr[2] & keyr[3]; //有按键被按下  

wire key_pos = keyr[2] & ~keyr[3]; //有按键被释放

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

//定时计数逻辑，用于对按键的消抖判断

reg[19:0]  cnt;

always @ (posedge ext_clk_25m or negedge ext_rst_n)

   if (!ext_rst_n) cnt <= 20'd0;   

    else if(key_pos || key_neg) cnt<=20'd0;

    else if(cnt < 20'd999_999) cnt<= cnt + 1'b1;

    else cnt <= 20'd0;

  

reg[1:0] key_value[1:0];

always @(posedge ext_clk_25m or negedge ext_rst_n)

    if (!ext_rst_n) begin

        key_value[0] <= 2'b11;

        key_value[1] <= 2'b11;

    end

    else if(cnt == 20'd999_999) begin  //定时键值采集

        key_value[0] <= key_v;

        key_value[1] <=key_value[0];   

    end

wire[1:0] key_press = key_value[1] & ~key_value[0];       //消抖后按键值变化标志位   

    有了按键值标志信号key_press，我们接下来就用它来控制LED流水灯的2个指示信号，即LED流水灯工作使能信号led_en和LED流水灯方向控制信号led_dir。

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

//流水灯开启、停止和流动方向控制开关、按键值采集

reg led_en;     //LED流水灯工作使能信号，高电平有效

reg led_dir;    //LED流水灯方向控制信号，1--从高到低流动，0--从低到高流动

always @ (posedge ext_clk_25m or negedge ext_rst_n)

    if(!ext_rst_n) begin

        led_en <= 1'b0;

        led_dir <= 1'b0;

    end

    else begin

        //流水灯开启/停止控制

        if(!switch[0]) led_en <= 1'b1;

        else led_en <= 1'b0;

        //流水灯方向控制

        if(key_press[0]) led_dir <=1'b0;  //从低到高流动

        else if(key_press[1]) led_dir<= 1'b1; //从高到低流动

        else ;

    end

    最后两个always语句，前者对24bit计数器delay做循环计数，用于产生LED流水灯变化的切换频率；后者则根据led_en和led_dir信号控制8个LED流水灯实现最终的工作与否以及流动方向控制。

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

//LED流水灯变化延时计数器

reg[23:0] delay;   

always @ (posedge ext_clk_25m or negedge ext_rst_n)

    if(!ext_rst_n) delay <= 24'd0;

    else delay <= delay+1'b1;  

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

//流水灯开启、停止和流动切换控制

always @ (posedge ext_clk_25m or negedge ext_rst_n)

    if(!ext_rst_n) led <=8'b1111_1110;   

    else if((delay == 24'h3fffff)&& led_en) begin

        case (led_dir)

            1'b0: led <={led[6:0],led[7]};    //从低到高流动  

            1'b1: led <={led[0],led[7:1]};    //从高到低流动

            default: ;

        endcase

    end

    else ;

endmodule