经典模式流水灯实验的个人总结和思考
问题叙述：
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。导航按键S2被按下后，LED流动方向是从上到下（D9到D2方向）；导航按键S3被按下后，LED流动方向是从下到上（D2到D9）。
这里面用到了拨码开关，按键，以及led灯，那么我把这三种外设的电路图给出来，并简单解释：
拨码开关：
当拨码开关处于“ON”状态时，SW0输出低电平；当拨码开关处于“OFF”状态时，SW0输出高电平。
led灯：
可见，低电平led灯亮；
按键：
独立按键一般有2组管脚，这2组管脚在按键未被按下时是断开的，在按键被按下时则是导通的。
基于此原理，我们一般会把按键的一个管脚接地，另一个管脚上拉到VCC，并且也连接到GPIO。这样，在按键未被按下时，GPIO的连接状态为上拉到VCC，则键值为1；按键被按下时，GPIO虽然还是上拉到VCC，但同时被导通的另一个管脚拉到地了，所以它的键值实际上是0。
其他没什么好说的，就是按键这个问题，既然用到了按键，就要对按键的消抖问题进行处理，本实验也不例外，在用Verilog HDL语言设计硬件电路时，必须考虑按键抖动的问题：
关于按键抖动的消除，上篇博文如果明白了的话，稍加改动，就可以直接拿过来用了。
贴出博文地址：《按键消抖与LED控制》实验的个人思考与总结
一开始，我也没想到把上篇博文中的按键抖动代码拿过来改动，准备过一遍实验，参考特权同学的代码，可是发现，代码我看不懂，这样的话，马克思大概是说过这么一句话，忘了，大概意思是需求是催生生产力。特权同学的代码看了好久，就是不明白为什么？我得自己找办法呀，于是突然想到了为什么非要用你的代码呢？我改一下上篇博文的按键消抖的代码，再添加一些控制led等的东西不就好了。于是产生了如下的Verilog HDL设计代码：
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`timescale 1ns / 1ps
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//
-
// Company:
-
// Engineer:
-
//
-
// Create Date: 19:47:47 08/16/2018
-
// Design Name:
-
// Module Name: led_flow
-
// Project Name:
-
// Target Devices:
-
// Tool versions:
-
// Description:
-
//
-
// Dependencies:
-
//
-
// Revision:
-
// Revision 0.01 - File Created
-
// Additional Comments:
-
//
-
//
-
module led_flow(
-
clk,rst_n,
-
switch,
-
sw1_n,sw2_n,
-
led
-
);
-
-
input clk; //主时钟信号，50MHz
-
input rst_n; //复位信号，低有效
-
input switch; //switch表示拨码开关，低电平表示on，高电平表示off
-
input sw1_n,sw2_n; //2个独立按键，低表示按下
-
output[7:0] led; //8个发光二极管
-
reg [7:0] led;
-
//---------------------------------------------------------------------------
-
reg[1:0] key_rst;
-
-
always @(posedge clk or negedge rst_n)
-
if (!rst_n) key_rst <= 2'b11;
-
else key_rst <= {sw2_n,sw1_n};
-
-
reg[1:0] key_rst_r; //每个时钟周期的上升沿将low_sw信号锁存到low_sw_r中
-
-
always @ ( posedge clk or negedge rst_n )
-
if (!rst_n) key_rst_r <= 2'b11;
-
else key_rst_r <= key_rst;
-
-
//当寄存器key_rst由1变为0时，key_an的值变为高，维持一个时钟周期
-
wire[2:0] key_an = key_rst_r & (~key_rst);
-
/*
-
key_rst 1 1 1 0 0 1
-
~key_rst 0 0 0 1 1 0
-
key_rst_r 1 1 1 0 0 1
-
key_an 0 0 1 0 0
-
*/
-
//---------------------------------------------------------------------------
-
reg[19:0] cnt; //计数寄存器
-
-
always @ (posedge clk or negedge rst_n)
-
if (!rst_n) cnt <= 20'd0; //异步复位
-
else if(key_an) cnt <=20'd0;
-
else cnt <= cnt + 1'b1;
-
-
reg[1:0] low_sw;
-
-
always @(posedge clk or negedge rst_n)
-
if (!rst_n) low_sw <= 2'b11;
-
else if (cnt == 20'hfffff) //满20ms，将按键值锁存到寄存器low_sw中 cnt == 20'hfffff
-
low_sw <= {sw2_n,sw1_n};
-
-
//---------------------------------------------------------------------------
-
reg [1:0] low_sw_r; //每个时钟周期的上升沿将low_sw信号锁存到low_sw_r中
-
-
always @ ( posedge clk or negedge rst_n )
-
if (!rst_n) low_sw_r <= 2'b11;
-
else low_sw_r <= low_sw;
-
/*
-
low_sw 11 11 11 10 10 10
-
~low_sw 00 00 00 01 01 01
-
low_sw_r 11 11 11 10 10 10
-
-
led_ctrl 00 00 00 01 00 00
-
*/
-
//当寄存器low_sw由1变为0时，led_ctrl的值变为高，维持一个时钟周期
-
wire[1:0] led_ctrl = low_sw_r[1:0] & ( ~low_sw[1:0]);
-
-
reg dir;
-
-
always @ (posedge clk or negedge rst_n)
-
if (!rst_n) begin
-
dir <= 1'b0; //复位信号有效时，led灯方向控制寄存器置0，也就是默认为向左流动
-
end
-
else begin
-
if(led_ctrl[0] == 1'b1) dir <= 1'b1; //控制led灯向右流动
-
if(led_ctrl[1] == 1'b1) dir <= 1'b0; //控制led灯向左流动
-
end
-
-
reg [23:0] delay; //led灯延迟计数器
-
-
always @(posedge clk or negedge rst_n)
-
begin
-
if(!rst_n)
-
delay <= 24'b0;
-
else
-
delay <= delay + 24'b1;
-
end
-
-
always @(posedge clk or negedge rst_n)
-
begin
-
if(!rst_n)
-
led <= 8'b0111_1111; //复位信号有效时，led灯处于静止状态，且只有一个灯led7亮
-
else if(delay == 24'hffffff) //否则，延迟到达24'hffffff，进行如下操作
-
begin
-
if(switch == 1'b1) //如果拨码开关处于off状态时，则led灯处于静止状态，且只有一个等led7亮
-
led <= 8'b0111_1111;
-
else //否则，也就是拨码开关处于on状态时，则led做出如下动作：
-
begin
-
case(dir) //dir是控制方向的状态，如果dir <= 1'b1，则从左向右流动，如果dir <= 'b0，则从右向左流动
-
1'b1: led <= {led[0],led[7:1]};
-
1'b0: led <= {led[6:0],led[7]};
-
default: ;
-
endcase
-
-
end
-
end
-
end
-
-
endmodule
我注释也写的很清楚，我就不多解释了，如果你真的想了解，那就认真研读代码，肯定能懂；不过前提是度过了按键消抖的那篇博文。
实验结果十分完美，和我设想的一样。
如何用ISE进行整个流程，我以前也用一个简单的实例说过：全过程实现一个最简单的FPGA项目之PWM蜂鸣器控制
那纯理论上也说过：XIlinx FPGA开发基本流程（一）（总介绍）
文章来源: reborn.blog.csdn.net，作者：李锐博恩，版权归原作者所有，如需转载，请联系作者。
原文链接：reborn.blog.csdn.net/article/details/81748879
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