勇敢的芯伴你玩转Altera FPGA连载60：经典模式流水灯实验
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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
