FPGA应用74HC595根据上位机输入控制LED亮灭代码示例及仿真文件

以下是一个简单的FPGA应用74HC595控制LED灯亮灭的代码示例和仿真文件。这个示例使用的是Verilog语言。

代码示例：

module led_controller(
  input clk,
  input rst,
  input [7:0] data,
  output reg [7:0] led,
  output srclk,
  output rclk,
  output oe
);

reg [7:0] shift_reg;
reg srclk_reg;
reg rclk_reg;
reg oe_reg;

parameter SHIFT_DELAY = 10;
parameter RCLK_DELAY = 10;

always @(posedge clk) begin
  if (rst) begin
    shift_reg <= 8'b0;
    srclk_reg <= 1'b0;
    rclk_reg <= 1'b0;
    oe_reg <= 1'b1;
  end else begin
    shift_reg <= {data, shift_reg[7:1]};
    srclk_reg <= 1'b1;
    #SHIFT_DELAY;
    srclk_reg <= 1'b0;
  end
end

always @(posedge clk) begin
  if (rst) begin
    led <= 8'b0;
  end else begin
    led <= shift_reg;
  end
end

always @(posedge clk) begin
  if (rst) begin
    rclk_reg <= 1'b0;
  end else begin
    rclk_reg <= 1'b1;
    #RCLK_DELAY;
    rclk_reg <= 1'b0;
  end
end

always @(posedge clk) begin
  if (rst) begin
    oe_reg <= 1'b1;
  end else begin
    oe_reg <= 1'b0;
  end
end

assign srclk = srclk_reg;
assign rclk = rclk_reg;
assign oe = oe_reg;

endmodule

仿真文件：

`timescale 1ns / 1ps

module led_controller_tb;

reg clk;
reg rst;
reg [7:0] data;
wire [7:0] led;
wire srclk;
wire rclk;
wire oe;

led_controller dut(
  .clk(clk),
  .rst(rst),
  .data(data),
  .led(led),
  .srclk(srclk),
  .rclk(rclk),
  .oe(oe)
);

initial begin
  clk = 1'b0;
  forever #5 clk = ~clk;
end

initial begin
  rst = 1'b1;
  data = 8'b10101010;
  #100;
  rst = 1'b0;
  #1000;
  $finish;
end

endmodule

这个代码示例中，led_controller模块实现了一个简单的74HC595控制器，它包括了一个8位移位寄存器、一个LED输出寄存器和三个控制线。其中，clk是时钟信号，rst是重置信号，data是输入数据，led是输出数据，srclk是移位寄存器的时钟线，rclk是LED输出寄存器的时钟线，oe是LED输出寄存器的输出使能线。

在仿真文件中，我们对led_controller模块进行了简单的测试。在模块初始化时，我们把rst信号置为高电平，并且把输入数据设置为0xAA。然后，我们在100个时钟周期之后把rst信号置为低电平。在1000个时钟周期之后，仿真结束。在仿真过程中，我们可以观察到LED输出寄存器的输出信号，验证74HC595控制器的工作是否正常。

注意：这个示例代码只是一个简单的演示，实际应用中还需要进行更多的优化和测试。同时，FPGA的具体实现和仿真工具也有很多不同，因此具体实现方法可能会有所不同。