用Verilog编写FPGA程序,运用实验板完成以下功能: 1.当用手靠近红外传感器时,LED亮;当手离开红外传感器时,LED灭。 2.当用手快速的连续3次靠近红外传感器时,三色灯红灯亮1秒后自动熄灭。
时间: 2024-10-24 22:13:28 浏览: 23
在Verilog中编写FPGA程序以实现这个功能涉及到硬件描述语言的设计和行为级描述。以下是基本步骤:
1. **模块设计**:
- 首先,你需要创建两个主要模块:一个用于处理红外传感器输入(通常称为Sensor模块),另一个控制LED和三色灯(通常称为Control模块)。
- Sensor模块应包含一个输入端口连接到红外传感器,以及一个输出信号(例如`sensorInput`),表示有物体接近。
2. **状态机设计**:
- Control模块需要一个状态机来管理LED的状态。可以创建三个状态:idle(待命)、ledOn(LED亮)和colorMode(颜色模式)。当传感器输入为高时,进入ledOn状态,离开则回到idle或colorMode。
- 对于颜色模式,你可以设计一个计数器来控制红灯亮1秒。每当快速连续三次触发时,开始计数,达到1000个时钟周期(假设时钟频率已知)后关闭红灯。
3. **事件驱动编程**:
- Verilog支持事件驱动的编程,当`sensorInput`信号改变时,控制模块会响应并更新状态。
4. **硬件连接**:
- 将Sensor模块的输出连接到Control模块的输入,LED和三色灯的控制信号连接到相应的输出。
- 使用实验板的I/O接口将所有必要的信号映射到实际的硬件上。
5. **综合与编程**:
- 编写好Verilog代码后,使用FPGA开发工具(如Quartus II for Altera或ISE for Xilinx)将其综合成目标硬件的网表文件,然后下载到实验板上运行。
```verilog
//简化版示例代码
module Sensor(
input wire sensorInput,
output wire ledOutput
);
endmodule
module Control(
input wire sensorInput,
output wire ledOutput, // 控制LED
output wire redLightOutput // 控制红灯
);
reg [2:0] colorCount = 0;
always @(posedge clk) begin
if (sensorInput) begin
if (count == 2) begin
colorCount <= 8'hFF; // 开始计数
state <= colorMode;
end else if (count >= 3) begin
count <= 0; // 状态切换回idle
case(state)
idle: begin
ledOutput <= ~ledOutput;
if (colorCount > 0) begin
redLightOutput <= 1'b1;
colorCount--;
end else
redLightOutput <= 1'b0;
end
// ... 其他状态...
endcase
end else
count <= count + 1;
end else
count <= 0;
end
endmodule
// 实验板连接
wire sensorInputWire; // 实际的红外传感器输入
wire ledOutputWire; // 输出到LED
wire redLightOutputWire; // 输出到红灯
Sensor sensor(sensorInputWire, ledOutputWire);
Control control(sensorInputWire, ledOutputWire, redLightOutputWire, clk); // 假设clk为系统时钟
```
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