六路按键模式流水灯控制 Verilog Gowin

名称：六路按键模式流水灯控制 Verilog Gowin

软件：Gowin

语言：Verilog

功能介绍

这是一个基于 Verilog 的六路流水灯控制工程，支持通过 4 个模式选择按键切换 LED 灯效，并通过独立按键进行复位。顶层设计以 27 MHz 时钟为输入，提供 6 路低电平点亮的 LED 输出。 工程将节拍生成和灯效控制分开实现：分频逻辑产生灯光移动节拍，控制逻辑根据节拍及按键模式更新 LED 状态。分频参数 CNT_MAX 可配置，默认值对应约 0.5 秒计数间隔，也便于仿真时缩短运行时间。

运行环境

硬件描述语言：Verilog 开发软件：Gowin 系统时钟：27 MHz 顶层模块：water_led_top 输入：5 个低电平有效按键，其中 1 个用于复位、4 个用于模式选择 输出：6 路低电平点亮 LED

设计思路

设计采用分频与灯效控制相结合的结构。顶层模块接收 27 MHz 系统时钟、复位按键及 4 路模式选择按键，并将复位和模式信号拆分后连接到对应控制模块。 时钟分频模块根据 CNT_MAX 参数产生周期性移动脉冲，默认计数值对应约 0.5 秒的节拍；仿真时可调整参数以缩短等待时间。流水灯控制模块使用该节拍和模式输入更新 6 路 LED 输出，按键与 LED 均为低电平有效。

模块结构

顶层模块为 water_led_top，负责连接时钟分频模块 clk_div 与流水灯控制模块 led_ctrl，并将按键输入拆分为复位信号和模式选择信号。clk_div 根据 CNT_MAX 产生移动脉冲 tick；led_ctrl 接收 tick、复位和 4 位模式输入，驱动 6 路 LED 输出。工程还包含 tb_water_led 仿真测试模块。

开发板验证

工程包含管脚约束文件，可用于 Gowin 工程中的引脚分配与开发板验证。顶层接口使用 27 MHz 时钟、5 个低电平有效按键和 6 路低电平点亮 LED 输出。

演示视频

工程提供流水灯演示视频，可直观看到 LED 控制效果。

仿真图/仿真说明/设计文档图片

工程包含 tb_water_led 仿真测试模块，并提供设计文档图片，展示工程文件、程序文件、编译及管脚分配相关内容。

部分代码

以下展示顶层模块 water_led_top 的部分代码，完整源码请下载压缩包查看。

module water_led_top #
(
    // 通过参数可以方便地在仿真时加快速度
    // 实际硬件使用默认值即可
    parameter integer CNT_MAX = 27_000_000 / 2   // 0.5秒计数值
)
(
    input  wire       clk,   // 27MHz系统时钟
    input  wire [4:0] key,   // 5个按键：key[0]为复位，其余4个为模式选择，低电平有效
    output wire [5:0] led    // 6个LED输出，低电平点亮
);

    // 把按键拆分出来，便于理解
    wire       rst_n;        // 异步复位信号，低电平有效
    wire [3:0] key_mode;     // 4个模式选择按键信号，低电平有效

    assign rst_n    = key[0];      // 复位按键，按下为0，松开为1
    assign key_mode = key[4:1];    // 其余4个按键用来选择模式

    // 分频产生的移动脉冲
    wire tick;

    // 实例化分频模块
    clk_div #
    (
        .CNT_MAX (CNT_MAX)
    ) u_clk_div
    (
        .clk  (clk),
        .rst_n(rst_n),
        .tick (tick)
    );

    // 实例化流水灯控制模块
    led_ctrl u_led_ctrl
    (
        .clk     (clk),
        .rst_n   (rst_n),
        .tick    (tick),
        .key_mode(key_mode),
        .led     (led)
    );

endmodule

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