quartus ii仿真呼吸灯

### Quartus II 呼吸灯仿真实现方法 Quartus II 是 Altera（现为 Intel FPGA）提供的集成开发环境，用于设计和仿真 FPGA 项目。呼吸灯的实现通常需要通过控制 LED 的亮度变化来模拟“呼吸”效果。以下是一个完整的实现方法，包括硬件描述语言（Verilog 或 VHDL）的设计以及在 Quartus II 和 ModelSim 中的联合仿真。 #### 1. 设计思路 呼吸灯的核心思想是通过调整 LED 的占空比来改变其亮度。具体来说，占空比逐渐增大再逐渐减小，形成一个周期性的变化，从而模拟呼吸的效果[^3]。 #### 2. Verilog 模块设计 以下是基于 Verilog 的呼吸灯模块设计代码： ```verilog `timescale 1ns / 1ps module breath_led #( parameter Tlus = 5, // 单位时间（微秒） parameter Tlms = 10, // 单位时间（毫秒） parameter Tls = 10 // 单位时间（秒） )( input wire clk, // 系统时钟 input wire rst_n, // 复位信号（低电平有效） output reg led // LED 输出 ); reg [31:0] counter; // 计数器 reg dir; // 方向标志（0：递增，1：递减） always @(posedge clk or negedge rst_n) begin if (!rst_n) begin counter <= 0; dir <= 0; led <= 0; end else begin if (counter < Tlus * Tlms * Tls - 1) begin counter <= counter + 1; end else begin counter <= 0; if (dir == 0) begin if (led < 8'hFF) begin led <= led + 1; end else begin dir <= 1; end end else begin if (led > 0) begin led <= led - 1; end else begin dir <= 0; end end end end end endmodule ``` #### 3. 测试平台（Testbench） 为了验证设计的正确性，可以编写测试平台代码，并在 ModelSim 中进行仿真。 ```verilog `timescale 1ns / 1ps module breath_led_tb; reg clk; reg rst_n; wire led; breath_led #( .Tlus(5), // 参数传递 .Tlms(10), .Tls(10) ) dut ( .clk(clk), .rst_n(rst_n), .led(led) ); initial begin clk = 0; rst_n = 0; #200 rst_n = 1; // 复位信号释放 #3000 $stop; // 停止仿真 end always #10 clk = ~clk; // 模拟系统时钟 endmodule ``` #### 4. 联合仿真步骤 在 Quartus II 和 ModelSim 中进行联合仿真的步骤如下： - **Step 1**：在 Quartus II 中创建项目并添加上述 Verilog 文件。 - **Step 2**：生成 RTL 视图并编译项目。 - **Step 3**：将项目导出为仿真网表文件（`.vo` 或 `.v` 格式）。 - **Step 4**：打开 ModelSim 并加载仿真网表文件和测试平台文件。 - **Step 5**：运行仿真并观察波形输出，确保 LED 的亮度变化符合预期[^1]。 #### 5. 下载到 FPGA 板 完成仿真后，可以将设计下载到实际的 FPGA 开发板上进行验证。例如，在 DE1-SoC 开发板上，可以通过管脚分配将 `led` 信号连接到板载 LED[^4]。 --- ###