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本設計在alteracyclone ii ep2c35 平台上,利用鎖相環、計數器等數位電路,產生占空比可隨時間自動變化的pwm波形,從而控制led燈的亮度變化,實現以2s為週期的led燈的呼吸顯示效果。
2.系統原理圖
如圖 1所示,input和output為輸入輸出模組。altpll0為鎖相環模組,inclk0為輸入引腳,c0為輸出引腳。count10為十分頻計數器模組,clk為輸入引腳,outclk為輸出引腳。pwm為脈衝寬度調製模組,clkus為輸入引腳,pwmout為輸出引腳。pin_u11為fpga開發板上的50mhz晶振產生引腳,pin_w22為led燈1的電平輸入引腳。
圖1 系統原理圖
晶振產生的50mhz訊號從input輸入後經過鎖相環處理,將不穩定的晶振轉換為穩定可靠的10mhz時鐘訊號,從鎖相環模組的c0腳輸出。10mhz時鐘訊號又從十分頻計數器模組的clk引腳輸入,在outclk 引腳輸出所需要的1mhz脈衝訊號。1mhz的脈衝訊號通過脈衝寬度調製模組,從clkus引腳輸入,pwmout引腳輸出。將調製處理後的訊號接pin_w22引腳,即接led燈,從而實現對led亮度的控制。
50mhz晶振通過pll鎖相環和十進位制分頻計數器後得到所需的1mhz時鐘訊號,所有計數調製操作均以1mhz時鐘訊號為基礎[3]。
對上公升沿進行計數,計滿1000個上公升沿,即經過1000個基本時鐘週期(1ms)時,拉低輸出電平,同時時計數值歸0,使pwm調製後的輸出波形頻率為1khz。每次計數後將計數值pwmcount與閾值pwmgate進行比較,若兩者相等,拉高輸出電平。當light=0,也就是處於一次完整呼吸的前半個過程時,在每次拉高輸出電平後使閾值加1。當light=0,處於呼吸的後半個過程時,在每次拉高輸出電平後使閾值減1。閾值的上下限分別為999和1,控制呼吸週期為2s。
圖2 系統流程框圖1.十分頻計數器的vhdl實現
2.波形調製的vhdl實現
基於FPGA的呼吸燈設計
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