基于fpga的方波发生器_fpga产生方波

作者：凡人多烦事01 | 2024-05-03 07:07:27

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fpga产生方波

基于fpga的方波发生器

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前言

基于fpga的方波发生器，原理是模拟stm32定时器输出占空比和频率可调的方波，并在RGB_LCD屏幕上显示。

一、方波调节

   reg                [30:0]             arr=20'd10000;    
   reg                [30:0]             ccr1=20'd5000;   
   reg                [30:0]             cnt=20'd0;
   
    //计数器
  always @(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)begin
    if(!sys_rst_n)begin
        cnt<=20'd0;
        end
    else begin
            cnt<=cnt+1'd1; 
            if(cnt>=arr)
                cnt<=1'd0;
        end
        
    end 
    
     always @(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)begin//
          if(!sys_rst_n)
          ;
          else  begin
               if(cnt<=ccr1)
                    dds_out<=1'd1;
                else if(cnt>=ccr1)
                    dds_out<=1'd0;
                end                
        end
        
  always @(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)begin
                  if(!sys_rst_n)begin
                        duty_cycle<=20'd0;
                        frequency<=20'd0;
                        end
                   else begin
                        duty_cycle<=ccr1*10'd100/arr;
                        frequency<=20'd50000*10/arr;
                        end
                                         
  end
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fpga的工作频率为50Mhz，通过cnt计数器模拟32的定时器，当cnt的值低于ccr1时，输出为低电平，
  当cnt的值高于ccr1时，输出为高电平，当计数器计到arr（自动重装载值），
  cnt值归零重新开始计数。方波的频率为50Mgz/arr值，arr为多少，就是把主频分多少。
  方波的占空比为ccr1/arr值。
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二、按键控制

//根据按键值控制arr基于ccr1值
  always @(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)begin
    if(!sys_rst_n)begin
        flag<=1'd0;
        end
    else begin
       if((key_data==4'b1110)&(flag==0))begin
            arr<=arr+10'd1000;
            flag<=1'd1;end
       else if((key_data==4'b1101)&(flag==0))begin
            arr<=arr-10'd1000;
            flag<=1'd1;end
       else if((key_data==4'b1011)&(flag==0))begin
            ccr1<=ccr1+10'd1000;
            flag<=1'd1;end
       else if((key_data==4'b0111)&(flag==0))begin
            ccr1<=ccr1-10'd1000;
            flag<=1'd1;end
       else if((key_data==4'b1111)&(flag==1))begin
            flag<=1'd0;end
       if(ccr1>=arr)
             ccr1<=arr;
       else if(ccr1<=1'd0)
            ccr1<=1'd0;
       if(arr<=1'd0)
            arr<=1'd0;
            
    end
end
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	 通过四个按键控制arr值基于ccr1值的大小改变占空比和频率。
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三，lcd显示

always @(posedge lcd_pclk or negedge rst_n) begin
    if(!rst_n)
        pixel_data <= BLACK;
    else begin
        if((pixel_xpos >= 11'd0) && (pixel_xpos <=h_disp/5*1))begin
             if((pixel_xpos >= 11'd0) && (pixel_xpos <duty))begin
                 if((pixel_ypos<v_disp/4)&&(pixel_ypos>(v_disp/4-5)))//高电平
                        pixel_data<= WHITE;
                  else    
                        pixel_data<= BLACK;
                        end
            else if(pixel_xpos==duty)
                if((pixel_ypos>v_disp/4)&&(pixel_ypos<v_disp/4*3))//下降沿
                        pixel_data<= WHITE;
                else 
                        pixel_data<= BLACK;
            else if((pixel_xpos< h_disp/5*1) && (pixel_xpos>duty))      
                   if((pixel_ypos<v_disp/4*3)&&(pixel_ypos>(v_disp/4*3-5)))//低电平
                        pixel_data<= WHITE;
                  else    
                        pixel_data<= BLACK;  
          else if(pixel_xpos==h_disp/5*1)
                if((pixel_ypos>v_disp/4)&&(pixel_ypos<v_disp/4*3))//上升沿
                            pixel_data<= WHITE;
                else 
                        pixel_data<= BLACK;
                        
         end      
         
      else  if((pixel_xpos > h_disp/5*1) && (pixel_xpos <=h_disp/5*2))begin
             if((pixel_xpos > h_disp/5*1) && (pixel_xpos <(h_disp/5*1+duty)))
                 if((pixel_ypos<v_disp/4)&&(pixel_ypos>(v_disp/4-5)))
                        pixel_data<= WHITE;
                  else    
                        pixel_data<= BLACK;
            else if(pixel_xpos==h_disp/5*1+duty)
                if((pixel_ypos>v_disp/4)&&(pixel_ypos<v_disp/4*3))
                        pixel_data<= WHITE;
                else 
                        pixel_data<= BLACK;
            else if((pixel_xpos< h_disp/5*2) && (pixel_xpos>(h_disp/5*1+duty)))      
                   if((pixel_ypos<v_disp/4*3)&&(pixel_ypos>(v_disp/4*3-5)))
                        pixel_data<= WHITE;
                  else    
                        pixel_data<= BLACK;  
            else if(pixel_xpos==h_disp/5*2)
                if((pixel_ypos>v_disp/4)&&(pixel_ypos<v_disp/4*3))
                        pixel_data<= WHITE;
                else 
                        pixel_data<= BLACK;
         end 
      else  if((pixel_xpos > h_disp/5*2) && (pixel_xpos <=h_disp/5*3))begin
             if((pixel_xpos > h_disp/5*2) && (pixel_xpos <(h_disp/5*2+duty)))
                 if((pixel_ypos<v_disp/4)&&(pixel_ypos>(v_disp/4-5)))
                        pixel_data<= WHITE;
                  else    
                        pixel_data<= BLACK;
            else if(pixel_xpos==h_disp/5*2+duty)
                if((pixel_ypos>v_disp/4)&&(pixel_ypos<v_disp/4*3))
                        pixel_data<= WHITE;
                else 
                        pixel_data<= BLACK;
            else if((pixel_xpos< h_disp/5*3) && (pixel_xpos>(h_disp/5*2+duty)))      
                   if((pixel_ypos<v_disp/4*3)&&(pixel_ypos>(v_disp/4*3-5)))
                        pixel_data<= WHITE;
                  else    
                        pixel_data<= BLACK;  
            else if(pixel_xpos==h_disp/5*3)
                if((pixel_ypos>v_disp/4)&&(pixel_ypos<v_disp/4*3))
                        pixel_data<= WHITE;
                else 
                        pixel_data<= BLACK;
         end 
         
      else  if((pixel_xpos > h_disp/5*3) && (pixel_xpos <=h_disp/5*4))begin
             if((pixel_xpos > h_disp/5*3) && (pixel_xpos <(h_disp/5*3+duty)))
                 if((pixel_ypos<v_disp/4)&&(pixel_ypos>(v_disp/4-5)))
                        pixel_data<= WHITE;
                  else    
                        pixel_data<= BLACK;
            else if(pixel_xpos==h_disp/5*3+duty)
                if((pixel_ypos>v_disp/4)&&(pixel_ypos<v_disp/4*3))
                        pixel_data<= WHITE;
                else 
                        pixel_data<= BLACK;
            else if((pixel_xpos< h_disp/5*4) && (pixel_xpos>(h_disp/5*3+duty)))      
                   if((pixel_ypos<v_disp/4*3)&&(pixel_ypos>(v_disp/4*3-5)))
                        pixel_data<= WHITE;
                  else    
                        pixel_data<= BLACK;  
            else if(pixel_xpos==h_disp/5*4)
                if((pixel_ypos>v_disp/4)&&(pixel_ypos<v_disp/4*3))
                        pixel_data<=WHITE;
                else 
                        pixel_data<= BLACK;
         end 
         
      else  if((pixel_xpos > h_disp/5*4) && (pixel_xpos <=h_disp/5*5))begin
             if((pixel_xpos > h_disp/5*4) && (pixel_xpos <(h_disp/5*4+duty)))
                 if((pixel_ypos<v_disp/4)&&(pixel_ypos>(v_disp/4-5)))
                        pixel_data<= WHITE;
                  else    
                        pixel_data<= BLACK;
            else if(pixel_xpos==h_disp/5*4+duty)
                if((pixel_ypos>v_disp/4)&&(pixel_ypos<v_disp/4*3))
                        pixel_data<= WHITE;
                else 
                        pixel_data<= BLACK;
            else if((pixel_xpos< h_disp/5*5) && (pixel_xpos>(h_disp/5*4+duty)))      
                   if((pixel_ypos<v_disp/4*3)&&(pixel_ypos>(v_disp/4*3-5)))
                        pixel_data<= WHITE;
                  else    
                        pixel_data<= BLACK;  
            else if(pixel_xpos==h_disp/5*5)
                if((pixel_ypos>v_disp/4)&&(pixel_ypos<v_disp/4*3))
                        pixel_data<= WHITE;
                else 
                        pixel_data<= BLACK;
         end 
    end 
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  将lcd屏幕测垂直分辨率五等分，每等分的部分显示一个周期的方波，
  当垂直像素和水平像素达到固定位置时显示该像素点为白色，其余为黑色。
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