PWM（脉宽调制）——LED特效呼吸灯设计
简述PWM
PWM——脉宽调制信号（Pulse Width Modulation），它利用微处理器的数字输出来实现，是对模拟电路控制的一种非常有效的技术，广泛应用于测量、通信、功率控制与变化等许多领域。
LED特效呼吸灯原理
采用pwm的方式，在固定的频率下，采用占空比的方式来实现LED亮度的变化。占空比为0，LED灯不亮，占空比为100%，则LED灯最亮。所以将占空比从0到100%，再从100%到0不断变化，就可以实现LED灯实现特效呼吸。
设计思路、框图
变亮：当cnt2 < cnt3时为高电平，反之为低电平。
变暗：当cnt2 < cnt3时为低电平，反之为高电平。
先分频出延时为1us的延时电路，作为后面电路的驱动电路，然后是1ms延时和1s延时，会产生两个计数器，刚好是1000倍的关系。
（1）在第一秒时，随着cnt3由0到999逐渐增大，每一个1ms的占空比通过cnt2去调节。当cnt2 < cnt3时为高电平，反之为低电平。 因此，随着cnt3的逐渐增大，高电平的时间逐渐增大，直到100%。
（2）在第二秒时，随着cnt3由0到999逐渐增大，每一个1ms的占空比通过cnt2去调节。当cnt2 < cnt3时为低电平，反之为高电平。 因此，随着cnt3的逐渐增大，高电平的时间逐渐减小，直到0。
设计图如上所示，完后就可以照图施工了，附上部分代码。
1 //延时1us
2 always @(posedge mclk or negedge rst_n)
3 begin
4 if(!rst_n)
5 cnt1 <= 6'b0;
6 else if(cnt1 < STOP_50 - 1'b1)
7 cnt1 <= cnt1 + 1'b1;
8 else
9 cnt1 <= 6'b0;
10 end
11 assign delay_1us = (cnt1 == STOP_50 - 1'b1)?1'b1:1'b0;
12
13 //延时1ms
14 always @(posedge mclk or negedge rst_n)
15 begin
16 if(!rst_n)
17 cnt2 <= 10'b0;
18 else if(delay_1us)
19 begin
20 if(cnt2 < STOP_1000 - 1'b1)
21 cnt2 <= cnt2 + 1'b1;
22 else
23 cnt2 <= 10'b0;
24 end
25 end
26 assign delay_1ms = ((delay_1us == 1'b1) && (cnt2 == STOP_1000 - 1'b1))?1'b1:1'b0;
27
28 //延时1s
29 always @(posedge mclk or negedge rst_n)
30 begin
31 if(!rst_n)
32 cnt3 <= 10'b0;
33 else if(delay_1ms)
34 begin
35 if(cnt3 < STOP_1000 - 1'b1)
36 cnt3 <= cnt3 + 1'b1;
37 else
38 cnt3 <= 10'b0;
39 end
40
41 end
42 assign delay_1s = ((delay_1ms == 1'b1) && (cnt3 == STOP_1000 - 1'b1))?1'b1:1'b0;
43
44 //state change
45 always @(posedge mclk or negedge rst_n)
46 begin
47 if(!rst_n)
48 display_state <= 1'b0;
49 else if(delay_1s)//每一秒切换一次led灯显示状态
50 display_state <= ~display_state;
51 else
52 display_state <= display_state;
53 end
54
55 //pwm信号的产生
56 always @(posedge mclk or negedge rst_n)
57 begin
58 if(!rst_n)
59 pwm <= 1'b0;
60 else
61 case(display_state)
62 1'b0: pwm <= (cnt2 < cnt3)?1'b1:1'b0;
63 1'b1: pwm <= (cnt2 < cnt3)?1'b0:1'b1;
64 default: pwm <= pwm;
65 endcase
66 end
67
68 //位拼接使得输出八位led呼吸灯
69 assign led_out = {8{pwm}};
70 产生的pwm信号原来是一位的，所以最后要是需要控制多个LED的亮灭，使用一个位拼接运算即可，如最后一行代码所示。
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原始发表：2017-01-17 ，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
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