使用VerilogHDL语言设计一个8LED跑马灯控制电路,能够对8个LED灯进行4种点亮模式周期循环控制,跑马灯点亮要求实现四种模式,即: (1)从左到右移位点亮LED; (2)从右到左移位点亮LED; (3) 从两边到中间移位点亮LED; (4) 从中间到两边移位点亮LED;复位键rst控制系统的复位功能,复位时全部LED熄灭,复位结束后从第一个模式开始重新循环(采用自动循环设计)。 要求采用Mealy型状态机实现模式控制,分别采用S0,S1,S2,S3 四种状态对应四种不同的移位点亮模式。
时间: 2023-12-03 09:46:23 浏览: 27
以下是一个基于VerilogHDL语言的8LED跑马灯控制电路的设计,实现了四种点亮模式周期循环控制:
```verilog
module led_control(
input clk, // 时钟信号
input rst, // 复位信号
output reg [7:0] led // LED输出信号
);
// 定义状态枚举类型
typedef enum logic [1:0] {
S0,
S1,
S2,
S3
} state_t;
// 定义状态寄存器和下一个状态寄存器
reg [1:0] state_reg, state_next;
// 定义模式计数寄存器,用于控制模式周期循环
reg [1:0] count_reg;
// 定义模式输出寄存器,用于记录当前模式的输出值
reg [7:0] pattern_reg;
// 定义状态转移逻辑
always @ (posedge clk) begin
if (rst) begin
// 复位状态和计数寄存器
state_reg <= S0;
count_reg <= 0;
// 复位模式输出寄存器
pattern_reg <= 8'b00000000;
end
else begin
// 更新状态寄存器和计数寄存器
state_reg <= state_next;
count_reg <= count_reg + 1;
end
end
// 定义状态转移逻辑,采用Mealy型状态机
always @ (*) begin
case (state_reg)
S0: begin
// 左移位模式
state_next = S1;
pattern_reg = {pattern_reg[6:0], 1'b0};
end
S1: begin
// 右移位模式
state_next = S2;
pattern_reg = {1'b0, pattern_reg[7:1]};
end
S2: begin
// 两边到中间移位模式
state_next = S3;
if (count_reg[1:0] == 2'b00) begin
pattern_reg = 8'b00110000;
end
else if (count_reg[1:0] == 2'b01) begin
pattern_reg = 8'b00011000;
end
else if (count_reg[1:0] == 2'b10) begin
pattern_reg = 8'b00001100;
end
else begin // count_reg[1:0] == 2'b11
pattern_reg = 8'b00000110;
end
end
S3: begin
// 中间到两边移位模式
state_next = S0;
if (count_reg[1:0] == 2'b00) begin
pattern_reg = 8'b00000110;
end
else if (count_reg[1:0] == 2'b01) begin
pattern_reg = 8'b00001100;
end
else if (count_reg[1:0] == 2'b10) begin
pattern_reg = 8'b00011000;
end
else begin // count_reg[1:0] == 2'b11
pattern_reg = 8'b00110000;
end
end
default: begin
// 默认状态
state_next = S0;
pattern_reg = 8'b00000000;
end
endcase
end
// 输出LED信号
assign led = pattern_reg;
endmodule
```
在该设计中,我们采用Mealy型状态机实现了模式控制,使用了一个状态寄存器和一个下一个状态寄存器,以及一个模式计数寄存器和一个模式输出寄存器。在时钟信号的上升沿触发状态转移逻辑,根据当前状态和计数值更新下一个状态和模式输出值,然后在时钟信号的下降沿更新状态寄存器和计数寄存器。复位信号可以将所有寄存器复位为初始值,从头开始循环执行模式。
其中,S0、S1、S2、S3 四种状态对应四种不同的移位点亮模式,具体实现如下:
- 从左到右移位点亮LED:将模式输出值向左移位,最右边的LED熄灭。
- 从右到左移位点亮LED:将模式输出值向右移位,最左边的LED熄灭。
- 从两边到中间移位点亮LED:在四个计数值分别为 0、1、2、3 时,分别输出 00110000、00011000、00001100、00000110,表示两边到中间移位点亮LED的模式。
- 从中间到两边移位点亮LED:在四个计数值分别为 0、1、2、3 时,分别输出 00000110、00001100、00011000、00110000,表示从中间到两边移位点亮LED的模式。
这样,我们就可以实现一个8LED跑马灯控制电路,能够对8个LED灯进行4种点亮模式周期循环控制了。