"VerilogHDL语言流水灯设计与仿真实验指导书"

流水灯实验指导书1 掌握简单的逻辑电路的设计方法与功能仿真技巧 学习并掌握VerilogHDL语言、语法规则 学习使用VerilogHDL语言进行分频器的设计 实验一、流水灯 实验目的 1. 熟悉 Vivado 软件的设计流程全过程，学习计数器的设计。 2. 掌握简单的逻辑电路的设计方法与功能仿真技巧。 3. 学习并掌握 VerilogHDL 语言、语法规则。 4. 学习使用 VerilogHDL 语言进行分频器的设计。 实验内容 1. VIVADO 环境下源程序的编写、编译。 2. 模拟仿真。 3. 程序下载。 实验要求 设计一个功能模块使 EGO1 板上的八盏 led 灯流动起来，像流水一样。 实验原理 1. 流水灯电路 LED 灯的每一次流动都是需要时间间隔的。也就是说，8 盏 led 灯所对应的状态只有经过一段时间延迟后才能发生改变。EGO1 板载流水灯的电路如图所示，可以看出流水灯有一个公共地，所以只需要让 FAGA 引脚输出高电平就可以点亮流水灯。 2. 时钟分频模块 开发板上时钟为 100Mhz，周期为 10ns。人眼反应时间为 0.1s，也就是说切换速度超过 0.1s 的时候，人眼是分辨不出来的，所以需要将 led 灯的亮灭持续一定的保持时间。也就说，驱动 led 的亮灭的时钟频率变得很低，人眼才能分辨出来，以呈现出流水灯的效果。 3. 流水灯流动 这里的流水灯指的是一串单色LED灯，通过依次点亮不同位置的LED灯来形成流动的效果。通过控制LED灯的点亮顺序和时间间隔，可以实现不同的流动效果。 在本实验中，我们需要设计一个功能模块来实现流水灯效果。具体的步骤如下： 1. 使用 Vivado 软件进行设计，编写 VerilogHDL 代码。 2. 根据流水灯的电路原理，通过控制输出信号的高低电平来控制 LED 灯的点亮和熄灭。 3. 设计一个时钟分频模块，将开发板上的时钟分频到一个适合的频率，以控制 LED 灯的显示速度。 4. 在仿真环境中进行功能仿真，验证设计的正确性。 5. 将设计好的程序下载到 EGO1 开发板上，观察流水灯效果是否符合预期。 通过这个实验，我们可以学习到 Vivado 软件的使用方法，掌握逻辑电路的设计方法和功能仿真技巧。同时，学习并掌握 VerilogHDL 语言和语法规则，为后续的设计工作打下坚实的基础。此外，通过设计分频器以及流水灯模块，我们也能够深入了解时钟分频的原理，并且通过实际操作和观察，更好地理解电路设计中的时序和时钟控制。 总结起来，这个实验对于我们来说具有重要的意义。不仅能够培养我们的实践能力和团队协作能力，还可以为我们今后的学习和工作打下坚实的基础。通过这个实验，我们不仅能够掌握流水灯的设计方法和原理，还能够更深入地理解时钟分频器的原理和应用。在实验的过程中，我们还可以发现问题并解决问题的能力，培养我们的创新和解决实际问题的能力。 总体来说，这个实验是一次很有意义的学习经历，通过动手实践，我们能够更深入地理解理论知识，并且能够将所学的知识应用到实际中。通过这个实验，我们能够提高自己的动手实践能力、团队协作能力和问题解决能力，为将来的学习和工作打下坚实的基础。我们相信，通过不断学习和实践，我们一定能够在电路设计领域取得更大的成就。