设计verilog HDL代码:(1)电路仅需一个不带锁控制按键;使用三个 LED 作为定时提示灯,分别对应 15 分 钟,30 分钟,45 分钟;另用一个 LED 模拟紫外线消毒灯是否开启;一个蜂鸣器作为语音 提示。 (2)按键用作电源开关及定时时长切换。第一次按下按键时,即可打开电源,同时 15 分钟对应的指示灯亮,如果在 3 秒钟内没有再次按键,系统将进入 30 秒倒计时模式,同 时蜂鸣器发出有不同间隔的报警声,30 秒后,消毒系统开始工作,对应 LED 点亮。如果 在 3 秒内再次按键,将依次切换到 30 分钟定时,45 分钟定时,关闭三种状态,并以此循 环。每种状态需要有对应的 LED 点亮。关闭状态时,三个 LED 定时提示灯全灭。 (3)为了提醒使用者消毒灯即将工作前的倒计时状态,蜂鸣器的报警间隔需不同:倒 数 30-20 秒期间的时间间隔为 1 秒,倒数 20-10 秒期间的时间间隔为 0.5 秒;倒数 10-5 秒期间的时间间隔为 0.3 秒;倒数 5-0 秒期间的时间间隔为 0.1 秒。 (4)系统工作指示灯需要按照所设定的时长点亮,时间结束后自动熄灭。在消毒期间, 可通过设定的时间间隔 3 秒的报警提示用户,系统正处于消毒状态
时间: 2024-02-19 18:57:53 浏览: 134
使用verilog hdl,4个按键控制LED灯,左移与右移。
根据需求,设计出如下的Verilog HDL代码:
```verilog
module UV_disinfection_system(
input clk, // 时钟信号
input rst, // 复位信号
input btn, // 按钮信号,用于开关电源和切换定时时长
output reg UV_LED, // 紫外线消毒灯指示灯
output reg [2:0] time_LED, // 定时提示灯
output reg beep // 蜂鸣器
);
// 状态定义
parameter [1:0] OFF = 2'b00, MIN15 = 2'b01, MIN30 = 2'b10, MIN45 = 2'b11;
reg [1:0] state; // 系统状态
reg [4:0] cnt; // 计数器,用于定时
// 系统时钟分频,用于实现不同的时间间隔
wire [1:0] clk_div;
assign clk_div = (cnt >= 30) ? 2'b10 :
(cnt >= 20) ? 2'b01 :
(cnt >= 10) ? 2'b00 : 2'b00;
// 按钮状态机
reg [1:0] btn_state;
parameter RELEASED = 2'b00, PRESSED = 2'b01, WAIT_RELEASE = 2'b10, WAIT_PRESS = 2'b11;
always @(posedge clk) begin
if (rst) begin // 复位
btn_state <= RELEASED;
end else begin
case (btn_state)
RELEASED: if (btn) begin // 检测到按键按下
btn_state <= PRESSED;
cnt <= 0;
beep <= 1;
end
else begin // 没有检测到按键按下
btn_state <= RELEASED;
end
PRESSED: if (!btn) begin // 检测到按键释放
btn_state <= WAIT_RELEASE;
cnt <= 0;
beep <= 0;
end
else if (cnt >= 30000) begin // 按键按下超时
btn_state <= WAIT_PRESS;
cnt <= 0;
beep <= 1;
end
else begin // 按键按下未超时
btn_state <= PRESSED;
end
WAIT_RELEASE: if (!btn) begin // 检测到按键释放
btn_state <= RELEASED;
cnt <= 0;
beep <= 0;
case (state) // 根据当前状态进行切换
OFF: state <= MIN15;
MIN15: state <= MIN30;
MIN30: state <= MIN45;
MIN45: state <= OFF;
endcase
end
else begin // 没有检测到按键释放
btn_state <= WAIT_RELEASE;
end
WAIT_PRESS: if (btn) begin // 检测到按键按下
btn_state <= PRESSED;
cnt <= 0;
beep <= 1;
end
else if (cnt >= 30000) begin // 按键释放超时
btn_state <= RELEASED;
cnt <= 0;
beep <= 0;
end
else begin // 按键释放未超时
btn_state <= WAIT_PRESS;
end
endcase
end
end
// 状态机
always @(posedge clk) begin
if (rst) begin // 复位
state <= OFF;
time_LED <= 3'b000;
UV_LED <= 0;
beep <= 0;
cnt <= 0;
end else begin
case (state)
OFF: begin // 关闭状态
time_LED <= 3'b000;
UV_LED <= 0;
beep <= 0;
if (btn_state == PRESSED) begin // 按键按下,进入定时模式
state <= MIN15;
time_LED <= 3'b001;
beep <= 1;
end
end
MIN15: if (cnt >= 900000) begin // 定时结束
state <= OFF;
time_LED <= 3'b000;
UV_LED <= 1;
beep <= 1;
end
else if (btn_state == PRESSED) begin // 按键按下,切换定时时长
state <= MIN30;
time_LED <= 3'b010;
beep <= 1;
end
MIN30: if (cnt >= 1800000) begin // 定时结束
state <= OFF;
time_LED <= 3'b000;
UV_LED <= 1;
beep <= 1;
end
else if (btn_state == PRESSED) begin // 按键按下,切换定时时长
state <= MIN45;
time_LED <= 3'b100;
beep <= 1;
end
MIN45: if (cnt >= 2700000) begin // 定时结束
state <= OFF;
time_LED <= 3'b000;
UV_LED <= 1;
beep <= 1;
end
else if (btn_state == PRESSED) begin // 按键按下,切换定时时长
state <= OFF;
time_LED <= 3'b000;
beep <= 1;
end
endcase
cnt <= (cnt == 299999) ? 0 : cnt + 1; // 计时器计数
end
end
// 蜂鸣器控制
always @(posedge clk) begin
if (rst) begin // 复位
beep <= 0;
end else begin
case (state)
OFF: beep <= 0;
MIN15: if (clk_div == 2'b01) beep <= ~beep;
else beep <= 0;
MIN30: if (clk_div == 2'b01) beep <= ~beep;
else beep <= 0;
MIN45: if (clk_div == 2'b01) beep <= ~beep;
else beep <= 0;
endcase
end
end
endmodule
```
上述代码中,使用了一个计数器来实现定时功能,计数器的计时精度为1秒钟。同时,使用状态机实现不同状态下的LED状态和蜂鸣器报警间隔。其中,按钮状态机用于检测按键的状态,并实现了长按和短按的功能。在长按时可以切换定时时间长度,在短按时可以开关电源。
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