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1、LED点灯实验报告华中科技大学电信提高班1101实验目的：设计多种方案点亮DE2开发板上的LED灯，熟悉使用DE2开发板。二方案设计：方案一：设计个计数器，通过计数器输出十进制数值的奇偶性来控制 LED 灯的亮与暗Step1 :设计一个计数规律为4-5-6-7-8-9-4-5-6-7-8-9-4的计数器1. 设计分频电路该电路的作用是把一个频率为50MHz的电源分频为1Hz的电源。该设计电路我在quartus上，采用verilogHDL语言实现。源代码如下截图：1 module fenpin(in_50MHz,out_lHz);2 input in_50MHz;3 output out_lHz
2、;4 reg out_lHz;5 reg 31:0ent;69if (ent 321d24999999)10Sbegin11ent=ent + 11 Bl;12end13else14Sbegin15ent=32bO;16out1Hz = -out 1Hz;17end18end1920encimodule7 always0(posedge in_50MHz)8 Sbegin说明：分频器的源代码截图然后将这段代码生成一个元件，如下图，其中有一个50MHz的输入端口，有一个1Hz的 输出端口。fenpinin_5uh.1Hzui_rt_1 Hzinst2说明：生成的分频器元件说明：In :输入脉冲频
3、率(50MHZ)Out :输出脉冲频率(1HZ)2. 设计计数电路计数电路通过芯片74191实现由于在计数器到9时重新由4开始计数,因此在QDQCQBQA 输出为1010的时候，反馈给74191的载入端子，使其重新载入DCBA=0100，开始计数。在quartus上设计的电路如下图，其中Lab05元件为七段显示译码器件，用于接入发光二极 管，从而比较直观地验证结果。（4-9计数，译码电路）（电路引脚分配截图）该电路点亮LED灯的方法是：十进制计数输出为奇数是，LED灯亮，输出为偶数时，LED 灯灭，电路在DE2开发板实现的结果录像在附件中。方案二：模仿交通灯的设计，控制红色和绿色的LED灯的亮
4、与灭该方案是通过一盏红色LED灯和绿色LED灯来简易地模仿交通灯的设计，其基本原理是： 在一定时间内显示红灯，然后开始倒计时，过了一定时间后，就显示一段时间的绿灯，再倒 计时，然后重新显示红灯。在这个实验中我简化了交通灯的模型，红灯和绿灯的倒计时间一 样，都设定为8秒，即计时器显示为8-7-6-5-4-3-2-1-8-7-6-5-4-3-2-1.于是，应该先做一个 模八的倒计时计数器，这个功能我通过芯片74191完成。而红灯绿灯的切换显示我通过一个JK触发器完成，其余的主要是为实现模为8服务，在quartus上连接的电路如下截图所示:（红绿灯模拟电路连线）实验测试结果应该为每次倒计时8到1的时
5、候，都只会有一盏灯亮，然后到下一个8到1 倒计时的时候，就会换成另一种颜色的LED灯亮，而原来亮的LED灯会灭掉。在DE2开 发板上的实现详见附件：方案三:模仿射击小游戏中的子弹发射过程控制18盏红色LED灯和2盏绿色 LED灯的亮与灭如今假设从右往左开枪射击，特别地用两盏绿色LED灯代表枪头，每次绿色LED灯亮就代 表开枪射击，用两盏发光的红色LED灯代表射出的枪弹，开枪后枪弹从右往左运动，设计 中用两盏发光的红色LED灯从右往左运动代表。那么通过电路设计，可以模拟出射击小游 戏中的枪弹射击过程。设计电路中，使用了一个使50MHz分频成12Hz的分频器，是通过verilog代码编写的分频 元
6、件，其verilog代码如下截图所示：1 module fenpin(in_50HHz,out_12Hz);2 input in 50MHz;3output, out. 12Hz;4reg out 12Hz;5reg 31:0ent;67always(posedge in 50MHz)8Hbegin9if(ent 321d24999999)10begin11ent = ent + 41E1100;12end13else14begin15ent = 321b0;16out 12Hz = out 12|Hz;17end18 end19（50MHz-12Hz分频器代码截图）19 endinodule
7、然后通过芯片7490构成一个0-9的计数器，然后把计数器的输出，乍为数据选择器的输入， 电路中我使用的芯片为7442数据选择器芯片，然后把数据选择器的每个输出端口连接到相 邻的两个LED灯上去，就完成了简化后的子弹发射”模型。由于数据选择器的输出是高电平，因此在7442芯片的输出都加了一个非门把电平置反。实验设计电路如图所示:（子弹发射模型设计电路）在DE2开发板上的测试成果详见附件中的视频，部分截图如下所示:方案|盏LED灯的亮与暗Step1 :运用verilog HDL设计4tol的数据选择器如今我们需要的数据选择器的要求如下：数据输入端口为：W0,W1,W2,W3，选择输入端口为SO ,
8、 S1 ；输出为一位的F。当 S0=0，S1=0 时，F 为 WO ；当 S0=1，S1=0 时，F 为 W1 ；当 S0=0，S1=1 时，F 为 W2 ；当 S0=1，S1=1 时，F 为 W3 ；于是，得到的verilogHDL语句如下截图(图一)：1 module mux4tol(WO,Hl,W2,W3,SO,SI,F);3456789101112output. F;reg x;always(SO or SI or WO or Hl or W2 or W3)2 input WO,HI,W2,W3,SO,S1;case(SO):if(S1)x=W0;else x=W2; 1:if(S1)x=Wl;else x；ND2instj.，”UTPUTIed2（逻辑电路图）C：p_ILILJLJLI4 T 氏pOUTH5T（两盏LED灯的波形图）该方案实现的结果已经用视频进行展示，详见附件。方案六：模仿霓虹灯的设计，使两盏LED灯交替闪亮输入为一个500MHz的时间脉冲，通过分频器使之输出1Hz的时间脉冲，使用这个1HZ的时间脉冲点亮一盏LED灯，然后通过一个非门，对时间脉冲进行处理，输出在点亮一盏LED灯，这样就可以使两盏LED灯交替点亮，一盏在时间脉冲高电平点亮，另一盏在时间脉冲:-fenpin的低电平点亮。设计的逻辑电路图如下:$ pin_name3|
