led闪烁（时序输入输出，自定义变量，时钟仿真，执行顺序）

1.设计定义

　　设计一个以200ms亮，200ms暗交替闪烁的led灯，并且有一个复位按钮可以停止工作。

2.设计输入

　　2.1端口

　　　　以固定周期交替闪烁说明由时钟控制，需要一个时钟控制端口clk，要求复位按钮，则需要一个复位端口reset，输出为led灯，则有一个输出端口led。

　　2.2变量

　　　　每个开发板的时钟频率是固定的，本次用的开发板时钟周期为20ns。而led闪烁的周期为400ms，我们需要每200ms让led改变一次状态，这时便需要一个计数的变量counter，当counter达到（200ms/20ns）-1时让led取反便可实现目标。注意，counter不属于端口，故不写在led模块里面。且counter是个比较大的数，应该先计算一下位宽，这里用程序员计算器输入十进制数，便可自动转换为二进制，得到位宽。

 1 module led_flash(　　　　//2输入1输出
 2     clk,
 3     reset,
 4     led
 5 );
 6     input  clk;
 7     input  reset;
 8     output reg led;
 9
10     reg [23:0]counter;　　　　　　//定义计数器，在module内，led外
11
12     always@( posedge clk or negedge reset ) begin  //时序仿真，clk上升沿触发，reset下降沿触发。满足任一条件就进入always执行
13         if(reset == 1'd1 )begin　　　　　　　　　　　　//复位端有效，计数置零
14             counter <= 0;
15             end
16         else if( counter == 9999999 ) begin　　　　 //计数到200ms，计数器置零
17             counter <= 0;
18             end
19         else
20             counter <= counter + 1'd1;  　　　　　　//计数
21     end
22
23    always@( posedge clk or negedge reset ) begin
24         if(reset == 1'd1 )begin　　　　　　　　　　　　//复位端有效，led熄灭
25             led <= 0;
26             end
27         else if( counter == 9999999 ) begin　　　　//led翻转状态
28             led <= !led;
29             end
30     end
31
32
33
34 endmodule

3.综合

4.综合后功能仿真

 1 `timescale 1ns/1ns
 2
 3 module led_flash_tb();
 4
 5     reg s_clk;
 6     reg s_reset;
 7     wire s_led;
 8
 9     led_flash led_flash_sim(
10         .clk(s_clk),
11         .reset(s_reset),
12         .led(s_led)
13     );
14
15     initial s_clk = 1;　　　　　　　　 //模拟时钟信号
16     always #10 s_clk = !s_clk;　　　　//每10ns时钟便翻转一次，模拟开发板的时钟
17
18     initial begin
19     s_reset = 1;　　　　　　　　　　　　//模拟复位端有效，持续101ns
20     #101;
21     s_reset = 0;
22     #400000000;　　　　　　　　　　　//复位端无效，持续400ms
23     $stop;
24     end
25
26 endmodule

 5.布局布线

6.时序仿真，性能分析

7.板级调试，设置i/o口，std，pin，下载到板子上。

• 注意

1.在设计模块中，output reg xx可以，但input reg xx不可以。删了reg，否则报错。

2.一般只有端口放在你定义的模块部件里，其他变量放在模块外，module内。如果变量不是简单的0和1，则要定义它的位宽，用程序员计算器转为2进制即可快速写出。

3.计算中+1最好写出 + 1'd1（或其他进制的1）比较规范。

4.有括号和赋值等语句，加个空格比较美观。

5.时序电路最好用非阻塞赋值 <=。

6.模拟仿真时时钟要翻转很多次，不能再写成之前的：

 s_a=0; s_b=0; s_sel=0;
#100;
 s_a=0; s_b=1; s_sel=0;
#100;
 s_a=1; s_b=0; s_sel=0;

要写99999次不现实。因为只有两个状态在翻转且周期固定，直接写成：

initial s_clk = 1;　　　　　　　　 //模拟时钟信号
always #10 s_clk = !s_clk;　　　　//每10ns时钟便翻转一次，模拟开发板的时钟

7.当一个判断条件语句（或其他语句）接着有多个操作时，用begin和end括起来才不会报错。

8.学习复位信号的仿真

initial begin
s_reset = 1;　　　　　　　　　　　　//模拟复位端有效，持续101ns
 #101;
 s_reset = 0;
 #400000000;　　　　　　　　　　　//复位端无效，持续400ms
 $stop;

9.由于fpga是并行执行，而非按顺序从上往下执行代码，故可以把多个操作分成几个always进行，这样有利于软件综合成较为简单的电路，也方便我们修改代码。如下:

    always@( posedge clk or negedge reset ) begin
        if(reset == 1'd1 )begin
            counter <= 0;
            end
        else if( counter == 9999999 ) begin
            counter <= 0;
            end
        else
            counter <= counter + 1'd1;
    end            
 
   always@( posedge clk or negedge reset ) begin
        if(reset == 1'd1 )begin
            led <= 0;
            end
        else if( counter == 9999999 ) begin
            led <= !led;
            end
    end                 

    always@( posedge clk or negedge reset ) begin
        if(reset == 1'd1 )begin
            counter <= 0;
　　　　　　  led<=0;
            end
        else if( counter == 9999999 ) begin
            counter <= 0;
　　　　　　　led<=!led;
            end
        else
            counter <= counter + 1'd1;
    end                            

两者等价，但第一种更好。

10.看时序仿真的时候可以进行标记，create market，以便观察时间间隔。