FPGA设计：LED亮度控制电路与占空比实现

本篇毕业设计论文详细探讨了LED亮度控制电路的设计，针对现代电子技术实验中的应用。作者是鲁立，学生学号为05125142，来自物理系0505班，该设计任务是在FPGA中实现LED亮度的控制，旨在通过数字手段模拟LED的亮度调节。 设计的核心思路是利用数字逻辑电路来间接控制LED的亮度，而不是直接调节电压。方案论证部分指出，由于数字系统仅限于0V和5V两个电平，所以不能直接控制电压，而是借助实验箱上的模拟到数字转换器（DA模块）来实现LED电压的线性调整。此外，设计者选择通过控制LED发光的时间，即占空比，来实现亮度变化，因为当闪烁频率高于人眼感知阈值时，人们不易察觉到闪烁。设计采用了两种策略： 1. 模块一：计数器和占空比控制 - 设计了一个计数器模块（SUBDESIGN WD），利用24M晶体震荡器作为时钟，通过18位计数器（计数器1）控制LED的亮度。通过逐位累加计数值，实现LED亮度的调整，当计数值超过预定值（CO[]）时，切换LED状态，从而达到调整亮度的目的。考虑到实际波形仿真需求，设计者将18位数据压缩到8位进行仿真，确保逻辑功能正确。 2. 模块二：按键控制计数器 - 另一个关键模块（SUBDESIGN CT）负责接收用户输入，通过两个按键控制CO[]的增减，保持CO[]在设定范围内，从而维持LED亮度的稳定或变化。这个模块的设计包括了输入（CLKCT, UP, DW, MAX, MIN）和输出（CT[]）部分，实现了用户交互与电路的动态调整。 整个设计过程体现了理论与实践相结合的原则，不仅涵盖了硬件设计（计数器电路）和软件编程（FPGA源代码），还考虑了人机交互的界面元素。这种LED亮度控制电路的设计对学生理解和应用现代电子技术，特别是数字信号处理和硬件描述语言有重要的训练作用。通过本设计，鲁立展示了对电子技术实验的深入理解，以及在实际问题解决中的创新思维和编程能力。