FPGA技术中的PWM控制应用

"本资源主要介绍FPGA中的PWM（脉冲宽度调制）控制技术，通过一个简单的发光二极管亮度调节实例，展示了如何使用FPGA控制PWM输出，实现模拟量的控制。" 在FPGA（Field-Programmable Gate Array）设计中，PWM（Pulse-Width Modulation）是一种广泛应用的技术，主要用于数字信号对模拟信号的控制。PWM的基本原理是通过调节脉冲序列的占空比，即高电平持续时间与整个周期的比例，来达到对输出信号平均值的调整。在本示例中，PWM被用来控制发光二极管（LED）的亮度。 具体实现上，电路包括两个按钮S1和S2以及一个LED L1。当S1被按下时，LED亮度逐渐增加，直至达到最大亮度后反转，亮度逐渐降低；相反，当S2被按下时，LED亮度逐渐减小，直到最暗后再反转，亮度逐渐增加。这一过程通过CPLD（Complex Programmable Logic Device）来实现，CPLD根据按钮的状态改变PWM输出的占空比，进而改变LED的亮度。 源程序`PWMOUT.v`中，使用Verilog HDL语言编写，主要逻辑集中在`always @(posedge CLK)`块内。`CLK`作为时钟输入，`S`是两个按钮的输入，`L1`是LED的输出。变量`COUNT`用于计数，`PWM_COUNT`存储当前的PWM计数值，`PWM_REG`用于生成PWM输出，`CHG`用于检测按钮状态变化，`PWM_COUNT`在S1和S2按下时分别递增或递减，从而改变占空比。 在Quartus集成开发环境中，用户需要创建一个新的工程，并将上述代码添加到Verilog HDL文件中。然后进行编译、仿真和下载到EPM7128SLC84-15 FPGA芯片中。在硬件连接上，需要正确配置管脚分配，并确保时钟选择和按钮、LED的连接正确。 通过这个实例，我们可以了解到FPGA如何利用PWM技术实现对模拟设备的精确控制，以及如何在Verilog中编写PWM控制器。此外，它还展示了数字逻辑设计中硬件描述语言的应用，以及实际电路与软件设计的结合，为学习者提供了实践FPGA PWM控制的一个基础平台。