基于FPGA的呼吸燈設(shè)計

呼吸燈主要是利用PWM的方式，在固定的頻率下，通過調(diào)整占空比的方式來控制LED燈的亮度的變化，從而實現(xiàn)由暗漸亮再由亮漸暗的過程。

呼吸燈的整個FPGA實現(xiàn)流程主要由四個模塊組成，分別是計數(shù)器模塊，調(diào)節(jié)值產(chǎn)生模塊，計數(shù)方向模塊以及占空比調(diào)節(jié)模塊組成。

計數(shù)器模塊：計數(shù)器設(shè)置為五進制計數(shù)器，其輸出記為counter；

調(diào)節(jié)值產(chǎn)生模塊：為五進制加減計數(shù)器，用以產(chǎn)生占空比調(diào)節(jié)的比較值，其輸出記為compare；

計數(shù)方向模塊：通過高低電平控制調(diào)節(jié)值產(chǎn)生模塊的計數(shù)方向，其輸出記為flag；

占空比調(diào)節(jié)模塊：通過比較counter和compare的值來輸出不同電平控制LED燈。

counter通過與compare相比較來產(chǎn)生不同的電平，為實現(xiàn)占空比不斷變化，即高電平持續(xù)時間不斷變化，compare需不斷變化，但是在一個周期內(nèi)，compare需固定不變，因此，每當(dāng)計數(shù)器模塊溢出一次，compare需隨之改變（加1或減1），其方向由flag控制。

（1）若flag=0，counter=4，compare!=3，則加計數(shù)；

（2）若flag=0，counter=4，compare=3，則flag置1；

（3）若flag=1，counter=4，compare!=1，則減計數(shù)；

（4）若flag=1，counter=4，compare=1，則flag置0.

從最終的實現(xiàn)結(jié)果可以看出，輸出信號的占空比在不斷變化，實現(xiàn)了設(shè)計要求。需要注意的是，為了使呼吸燈的實驗現(xiàn)象便于觀察，需要適當(dāng)延長計數(shù)器的計數(shù)周期。