FPGA:频闪灯设计
1、需求
若在FPGA上实现LED灯一秒闪烁一次，先进行计算，1秒闪烁一次，即周期为1秒，开发板XC7A35TFFG-2的基本时钟输入由板载 50MHz 有源晶振提供，即频率为f = 50MHz 。
则一个周期为 T = 1 f = 1 50 M H z = 20 n s T=\frac{1}{f} = \frac{1}{50MHz}=20ns T=f1=50MHz1=20ns
将一秒钟一分为二，即前0.5秒灯灭，后0.5秒灯亮。即亮和灭的周期数为
0.5 × 1 0 9 ÷ 20 = 25000000 T 0.5\times 10^9 \div20=25000000T 0.5×109÷20=25000000T。假设时钟从0开始，设置一个计数器，如果我们想设计 n n n个时钟周期长度的计数器，一般计数到 n − 1 n-1 n−1即可。
例如设置一个计数为 4 4 4个时钟周期的计数器，时钟从 1 1 1开始，则计数器到 3 3 3即可，执行顺序如下 0 − 1 − 2 − 3 − 1 0-1-2-3-1 0−1−2−3−1.
2、设计定义
该实验有两个输入(复位信号和时钟信号)，一个输出(led灯亮灭情况)，复位信号低电平有效，时钟是上升沿触发。当复位信号来临时，led灯灭，计数器归0，当计数到24999999时，led灯翻转(即状态和原来相反)，计数器归0。
3、编写代码
(1)创建工程，命名为led_flash_test，编写设计文件，其对应的verilog代码如下：
// 让led灯每秒闪烁一次 时序电路设计
module led_flash_test(clk,reset_n,led //信号声明
);
input clk;
input reset_n;
output reg led; // 在always模块赋值的语句，设为reg型
reg [24:0] counter; // 时钟计数单元
always @(posedge clk or negedge reset_n)
if (!reset_n)counter<=1'd0;
else if(counter == 24999999)counter<=1'd0;
elsecounter<=counter+1'd1;
always @(posedge clk or negedge reset_n)
if(!reset_n)led <= 0;
else if(counter == 24999999)led <= !led;
endmodule
编写测试文件，命名为led_flash_test_tb，其对应的verilog代码如下：
`timescale 1ns/1ps
module led_flash_test_tb();
reg clk;
reg reset_n;
wire led;
led_flash_test led_flash_test_inst0(.clk(clk),.reset_n(reset_n),.led(led)
);
initial clk=1;
always #10 clk = !clk; # 每10ns翻转一次
initial beginreset_n=0;#201; # 避免和时钟上升沿重合reset_n=1;#1000000000;
end
endmodule
4、仿真&板级调试
点击run simulation，即可查看仿真结果，如下所示
接下来进行引脚分配，根据开发手册提供的引脚分配表，
将Y18分配给clk，M22(led0)分配给led，F15(按键S0)分配给reset_n，按下表示低电平，进行复位。具体设置如下：
生成比特流文件并写入开发板，效果如下：
一秒闪烁一次
按下复位按钮，灯灭。
