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一、概述
我们在设计完一个方向的流水灯的设计时，总是会想实现让流水灯倒着流水回去的设计，这里我也是一样，实现这种设计的方法有很多种，其中就有直接使用case语句将所有可能包含进去编写，这种设计方法是最简单的，还有就是使用多个计数器的方式进行标志判断，实现方向流水的切换，以及我们最常用的状态机方法的实现。因为这里的设计不太难，所以我就讲解前面两种实现方式，至于最后一种方法感兴趣的可以去实现一下。
二、实现思路
1、方法一
这个方法就是不考虑其他条件，直接从第一个LED状态开始编写，一直编写到所有的LED状态编写完（这里以四个LED为例）
2、方法二
这个方法的实现思路就是在第一个计数器（LED流水间隔时间计数器）计数的基础上叠加一个计数器统计不同方向流水完成，使用次计数器编写状态标志位。从而利用标志位实现不同方向流水。
三、测试文件的编写
1、方法一
//模块定义 module led( input rst_n, input clk, output reg [3:0] led_out ); //参数定义 parameter TIME_500ms= 25_000_000; //内部信号定义 reg [24:0] cnt;//计数500ms所需要的二进制位数 wire add_cnt;//计数器开启条件 wire end_cnt;//计数器结束条件 reg [3:0] state_n; //计数器实现功能,0.5秒技术 always @(posedge clk or negedge rst_n)begin if(!rst_n)begin cnt<=0; end else if(add_cnt)begin if(end_cnt) cnt<=0; else cnt<=cnt+1; end else cnt<=0; end assign add_cnt=1'b1; assign end_cnt=add_cnt && cnt ==(TIME_500ms-1); //LED从左往右，在从右往左流水 always @(posedge clk or negedge rst_n)begin if(!rst_n) led_out<=4'b0001; else case(state_n) 3'd0:led_out<=4'b0001; 3'd1:led_out<=4'b0010; 3'd2:led_out<=4'b0100; 3'd3:led_out<=4'b1000; 3'd4:led_out<=4'b0100; 3'd5:led_out<=4'b0010; 3'd6:led_out<=4'b0001; default:led_out<=4'b0001; endcase end always @(posedge clk or negedge rst_n)begin if(!rst_n) state_n <=0; else if(state_n==3'd6 && end_cnt) state_n<=0; else if(state_n<3'd6 && end_cnt) state_n<=state_n+1; end endmodule2、方法二
//模块定义 module led( input rst_n, input clk, output reg [3:0] led_out ); //参数定义 parameter TIME_500ms= 25_000_000; //内部信号定义 reg [24:0] cnt;//计数500ms所需要的二进制位数 wire add_cnt;//计数器开启条件 wire end_cnt;//计数器结束条件 reg [3:0] state_n; reg [1:0] cnt_state; wire add_cnt_state;//计数器开启条件 wire end_cnt_state;//计数器结束条件 reg cnt_flag; //计数器实现功能,0.5秒技术 always @(posedge clk or negedge rst_n)begin if(!rst_n)begin cnt<=0; end else if(add_cnt)begin if(end_cnt) cnt<=0; else cnt<=cnt+1; end else cnt<=0; end assign add_cnt=1'b1; assign end_cnt=add_cnt && cnt ==(TIME_500ms-1); always @(posedge clk or negedge rst_n)begin if(!rst_n)begin cnt_state<=0; end else if(add_cnt_state)begin if(end_cnt_state) cnt_state<=0; else cnt_state<=cnt_state+1; end end assign add_cnt_state=end_cnt; assign end_cnt_state=add_cnt_state && (cnt_state ==3); always @(posedge clk or negedge rst_n)begin if(!rst_n)begin cnt_flag<=0; end else if(end_cnt_state)begin cnt_flag<=~cnt_flag; end else cnt_flag<=cnt_flag; end //功能编写 always @(posedge clk or negedge rst_n)begin if(!rst_n) led_out<=4'b0001; else if(cnt_flag==1'b0 && end_cnt)begin led_out<={led_out[2:0],led_out[3]};//循环以为实现轮流闪烁 end else if(cnt_flag==1'b1 && end_cnt)begin led_out<={led_out[0],led_out[3:1]};//循环以为实现轮流闪烁 end else led_out<=led_out; end endmodule四、测试文件的编写
这里我们要放着的条件都是一样的，所以只要使用同一个测试文件就可以
//定义时间尺度 `timescale 1ns/1ps module led_tb(); //重定义 defparam led_inst.TIME_500ms = 25; //内部变量定义 reg clk; reg rst_n; wire [3:0] led_out; //模块实例化 led led_inst( /*input */ .rst_n (rst_n ), /*input */ .clk (clk ), /*output reg [3:0] */ .led_out (led_out ) ); //时钟 parameter CLK_CLY =20; initial clk=0; always #(CLK_CLY/2) clk=~clk; //复位 initial begin rst_n =1'b0; #(CLK_CLY*2); #3; rst_n =1'b1; end //激励 endmodule五、仿真波形图
从波形图中我们可以看到LED灯首先会从0001——1000进行流水，然后又会从1000——0001进行反方向流水，与我们设计的要求一致，设计简单，所以就不进行下板验证了。
