PWM脉冲宽度调制，实现呼吸灯

1.脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）
仅从本次实验（呼吸灯）的角度进行解释：通过不断调节信号的占空比来改变LED灯的亮度，如占空比逐渐递增会使得LED逐渐变亮，占空比逐渐递减会使得LED逐渐变暗。
其原因是LED会根据单位时间内通过的电量改变自身亮度。

实验原理：
本实验中，占空比初始值为0，以1kHz的频率，即每隔1ms占空比增加一个定值（具体值的大小影响呼吸灯变化的快慢），当占空比增加到100%则开始递减，当占空比递减至0，继续开始递增，如此循环。

2.VHDL代码（基于领航者开发板）


library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;entity breath_led is
Port (clk     :   in  std_logic;rst_n   :   in  std_logic;led     :   out std_logic
);
end breath_led;architecture Behavioral of breath_led is
signal  period_cnt      :   integer;       --周期计数器频率：1khz 周期:1ms  计数值:1ms/20ns=50000
signal  duty_cycle      :   integer;       --占空比数值
signal  inc_dec_flag    :   std_logic;     --0 递增  1 递减
begin--led赋值
led <= '1' when (period_cnt >= duty_cycle) else'0';--计时器，1ms
process(clk, rst_n)
beginif (rst_n='0') thenperiod_cnt <= 0;elseif (clk'event and clk='1') thenif (period_cnt = 50_000) thenperiod_cnt <= 0;    elseperiod_cnt <= period_cnt + 1;end if;end if;end if;
end process;--在周期计数器的节拍下递增或递减占空比
process(clk, rst_n)
beginif (rst_n='0') thenduty_cycle    <= 0;inc_dec_flag  <= '0';else if (clk'event and clk='1') thenif (period_cnt=50_000) then                 --计满1ms，即1ms才变换一次占空比if (inc_dec_flag='0') then              --占空比递增状态，呼吸灯逐渐变亮if (duty_cycle=50_000) then         --如果占空比已递增至最大inc_dec_flag <= '1';            --则占空比开始递减elseduty_cycle <= duty_cycle + 25;  --否则占空比以25为单位递增end if;else                                    --占空比递减状态，呼吸灯逐渐变暗if (duty_cycle=0) then              --如果占空比已递减至0inc_dec_flag <= '0';            --则占空比开始递增else    duty_cycle <= duty_cycle - 25;  --否则占空比以25为单位递减end if;end if;end if;end if;end if;
end process;end Behavioral;

管脚约束：

set_property -dict {PACKAGE_PIN U18 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports clk]
set_property -dict {PACKAGE_PIN J15 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports rst_n]
set_property -dict {PACKAGE_PIN J16 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports led]

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