不同频率的 LED 计数器程序 (0 - 15)

Question

我想用 Zybo 板上的 4 个 LED 做一个计数器，从 0 到 15。我还希望板上的 4 个按钮对应于 LED 变化的不同频率（0.5Hz , 1赫兹, 2赫兹, 4赫兹)。我已经实现了固定频率的简单计数器，但不是按钮频率变化的第二部分。

在块设计中，我有一个 Zynq 处理系统、一个读取按钮数据的 AXI GPIO 和一个用作 LED 驱动器、时钟分频器和变频器的自定义 IP。

自定义IP

时钟分频器模块代码。

module Clock_Divider(
input clk,  
input rst,
input reg0,
output reg clk_out    
);

reg [31:0] count;    
reg constantNumber;   

always @ (reg0)
begin
    if(reg0 == 0000)
        constantNumber = 50000000;
    else if(reg0 == 0001)
        constantNumber = 100000000;
    else if(reg0 == 0010)
        constantNumber = 50000000;
    else if(reg0 == 0100)
        constantNumber = 25000000;
    else if(reg0 == 1000)
        constantNumber = 12500000;
    else
        constantNumber = 50000000;
end

always @ (posedge(clk), posedge(rst))
begin        
    if (rst == 1'b1)
        begin
        count <= 32'b0;         
        end
    else if (count == constantNumber - 1)
        begin
        count <= 32'b0;
        end
    else
        begin
        count <= count + 1;
        end
end

always @ (posedge(clk), posedge(rst))
begin
    if (rst == 1'b1)
        clk_out <= 1'b0;
    else if (count == constantNumber - 1)
        clk_out <= ~clk_out;
    else
        clk_out <= clk_out;
end   
endmodule

寄存器constantNumber取对应的值，以改变时钟频率

自定义 IP 逻辑的其余部分。

Clock_Divider UIP (.clk(S_AXI_ACLK), .rst(), .reg0(slv_reg0), .clk_out(clk_out));

reg [3:0] counter = 0;

always @(posedge clk_out) 
begin
    if(counter < PWM_COUNTER_MAX-1)
        begin            
        counter <= counter + 1;
        end
    else            
        counter <= 0;
end

assign PWM0 = counter[0];
assign PWM1 = counter[1];
assign PWM2 = counter[2];
assign PWM3 = counter[3];

按钮数据被发送到自定义 IP (slv_reg0) 的第一个寄存器，后者又将它们发送到 Clock_Divider 模块中的 reg0。

主要C程序

#include <stdio.h>
#include "platform.h"
#include <xgpio.h>
#include "xparameters.h"
#include "sleep.h"
#include "xil_io.h"

//#define MY_PWM XPAR_MY_PWM_CORE_0_S00_AXI_BASEADDR //Because of a bug in Vivado 2015.3 and 2015.4, this value is not correct.
#define MY_PWM 0x43C00000 //This value is found in the Address editor tab in Vivado (next to Diagram tab)

int main(){
    XGpio input;
    int button_data = 0;

    XGpio_Initialize(&input, XPAR_AXI_GPIO_0_DEVICE_ID);    //initialize input XGpio variable
    XGpio_SetDataDirection(&input, 1, 0xF);                 //set first channel tristate buffer to input

    init_platform();

    while(1){

        button_data = XGpio_DiscreteRead(&input, 1);    //get button data

        if(button_data == 0b0000){
            Xil_Out32(MY_PWM, button_data);
        }

        else if(button_data == 0b0001){
            xil_printf("button 0 pressed\n\r");
            Xil_Out32(MY_PWM, button_data);
        }

        else if(button_data == 0b0010){
            xil_printf("button 1 pressed\n\r");
            Xil_Out32((MY_PWM), button_data);
        }

        else if(button_data == 0b0100){
            xil_printf("button 2 pressed\n\r");
            Xil_Out32((MY_PWM), button_data);
        }

        else if(button_data == 0b1000){
            xil_printf("button 3 pressed\n\r");
            Xil_Out32((MY_PWM), button_data);
        }

        else{
            xil_printf("multiple buttons pressed\n\r");
            Xil_Out32(MY_PWM, 0b0000);
        }
    }

    cleanup_platform();
    return 0;
}

我可以确认 AXI GPIO 正确读取了按钮数据，因为按下它们时终端中会打印正确的行。但是当我按下按钮时，频率并没有改变。它还以非常慢的频率运行，比默认的 1Hz 慢得多，即使按钮数据没有发送到自定义 IP。

问题必须出在自定义 IP 中的 reg0 案例逻辑或按钮数据从 cpu 发送到自定义 IP 的寄存器的某个地方。

Answer 1

我进行了 Greg 提议的更改以及我自己的一些更改，我终于让它工作了。

在时钟分频器文件中，我做了以下更改。

input [3:0] reg0,

reg [31:0] constantNumber;   

always @ (reg0)
begin
    if(reg0 == 4'b0000)
        constantNumber = 50000000;
    else if(reg0 == 4'b0001)
        constantNumber = 100000000;
    else if(reg0 == 4'b0010)
        constantNumber = 50000000;
    else if(reg0 == 4'b0100)
        constantNumber = 25000000;
    else if(reg0 == 4'b1000)
        constantNumber = 12500000;
    else
        constantNumber = 50000000;
end

我将 consantNumber 设置为 32 位以确保没有溢出。

在自定义 IP 逻辑中，我更改了 reg0 的参数，以便将 slv_reg0 的正确（最后）位发送给它。

Clock_Divider UIP (.clk(S_AXI_ACLK), .rst(), .reg0(slv_reg0[3:0]), .clk_out(clk_out));

最后但同样重要的是 c 程序的变化。

if(button_data == 0b0001){
        xil_printf("button 0 pressed\n\r");
        Xil_Out32(MY_PWM, 0b0001);
    }

    else if(button_data == 0b0010){
        xil_printf("button 1 pressed\n\r");
        Xil_Out32((MY_PWM), 0b0010);
    }

    else if(button_data == 0b0100){
        xil_printf("button 2 pressed\n\r");
        Xil_Out32((MY_PWM), 0b0100);
    }

    else if(button_data == 0b1000){
        xil_printf("button 3 pressed\n\r");
        Xil_Out32((MY_PWM), 0b1000);
    }
    else if(button_data > 0b0000){
        xil_printf("button 3 pressed\n\r");
        Xil_Out32((MY_PWM), 0b0000);
    }

我摆脱了：

if(button_data == 0b0000){
        Xil_Out32(MY_PWM, button_data);
    }

因为在几个时钟滴答声后没有按下任何按钮，它会向 slv_reg0 发送 0000 信号。

不同频率的 LED 计数器程序 (0 - 15)

Led Counter Program (0 - 15) with different frequencies

verilog

fpga

xilinx

vivado

zynq