4.2 LED控制方法

LED灯的亮灭改变，是通过配置GPIO内的寄存器实现的，

具体来说，是借助总线信号HWDATA对GPIO的reg_DATA[7:4]寄存器进行配置，

在绪论章节中，我们介绍过LED_mode的编码方式：

    // LED_mode Parameters
    parameter    MODE0     = 4'b0001,
    parameter    MODE1     = 4'b0010,
    parameter    MODE2     = 4'b0100,
    parameter    MODE3     = 4'b1000,

LED_mode采用了One-hot编码，这是为了对HWDATA进行assign赋值的时候，判断条件写起来简便一些，

现在我们就可以设计出各种流水灯模式下的组合逻辑了，

各模式下的LED亮灭随时间改变是通过计时器辅助的，

也就是下面代码中的timer，timer是一个32位寄存器：

reg  [31:0]  timer   ;
always @ (posedge iHCLK or negedge iHRESETn)    begin
        if ( !iHRESETn )                           
            timer <= 32'd0;                     // when the reset signal valid,time counter clearing
        else if (timer == 32'd199_999_999)      // 4 seconds count(50M*4-1=199999999)
            timer <= 32'd0;                     // count done,clearing the time counter
        else
		    timer <= timer + 1'b1;              // timer counter = timer counter + 1
    end

本质是将每一秒分成了50M帧（系统工作时钟频率为50MHz），

我们用assign语句给不同的帧下的HWDATA赋不同的值就行了，

首先是普通流水灯模式（工作模式0）：
（注意，下面的LED[3:0]在WRITE_DATA_0~3状态下将会作为HWDATA[7:4]对GPIO_DATA寄存器进行配置）

assign LED[3:0] =         
        // mode0 普通流水灯模式
        ( led_mode[0] && timer >= 32'd149_999_999 ) ? 4'b0111 : // LED4亮 
        ( led_mode[0] && timer >= 32'd99_999_999  ) ? 4'b1011 : // LED3亮
        ( led_mode[0] && timer >= 32'd49_999_999  ) ? 4'b1101 : // LED2亮
        ( led_mode[0]                             ) ? 4'b1110 : // LED1亮  
....（其他模式）

这里就体现出One-hot编码的好处了，可以用( led_mode[0] )作为是否处于模式0的判定，
否则需要写成( led_mode == MODE_0 ),

接下来是加速流水灯模式（工作模式1）：

assign LED[3:0] =         
        // mode1 加速流水灯模式
        ( led_mode[1] && timer >= 32'd174_999_999 ) ? 4'b0111 : // LED4亮 
        ( led_mode[1] && timer >= 32'd149_999_999 ) ? 4'b1011 : // LED3亮
        ( led_mode[1] && timer >= 32'd124_999_999 ) ? 4'b1101 : // LED2亮
        ( led_mode[1] && timer >= 32'd99_999_999  ) ? 4'b1110 : // LED1亮
        ( led_mode[1] && timer >= 32'd74_999_999  ) ? 4'b0111 : // LED4亮  
        ( led_mode[1] && timer >= 32'd49_999_999  ) ? 4'b1011 : // LED3亮
        ( led_mode[1] && timer >= 32'd24_999_999  ) ? 4'b1101 : // LED2亮
        ( led_mode[1]                             ) ? 4'b1110 : // LED1亮   
....（其他模式）

心跳模式（工作模式2）：

assign LED[3:0] =     
        // mode2 心跳模式
        ( led_mode[2] && timer >= 32'd189_999_999 ) ? 4'b0000 : // 全亮 
        ( led_mode[2] && timer >= 32'd179_999_999 ) ? 4'b1111 : // 全灭
        ( led_mode[2] && timer >= 32'd169_999_999 ) ? 4'b0000 : // 全亮
        ( led_mode[2]                             ) ? 4'b1111 : // 全灭
....（其他模式）

最后是呼吸灯模式（工作模式3），

该模式相对复杂一些，前面提到过是通过改变占空比控制LED灯亮度的，

占空比的改变是通过对timer的判断实现的，

举个例子：

assign LED[3:0] = 
        // 占空比 1/4  = 25%
        ( led_mode[3] && (timer >= 32'd89_999_999 )  && (timer[1:0] == 2'b00 )  ) ? 4'b0000 :
        ( led_mode[3] && (timer >= 32'd89_999_999 )                             ) ? 4'b1111 : 
....（其他模式）

(timer[1:0] == 2'b00 )的判定，在timer的值每增加4的过程中，必定出现且只出现1次，

这样在 (timer >= 32'd89_999_999 )的这段期间内，

LED灯的驱动引脚就会在25%的时间里处于低电平（点亮），剩下的75%时间里处于高电平（熄灭），

同理，(timer[2:0] == 3'b0 )就能得到1/8的占空比，也就是12.5%，

这样就有：