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--- 三色灯颜色和亮度控制 [2016/06/22 13:57]
anran [知识点]
+++ 三色灯颜色和亮度控制 [2016/06/29 16:34] (当前版本)
anran [仿真结果]
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 ====工作原理====
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-这里三色灯是由光学三基色（红绿蓝）三种颜色的LED灯组合而成。
+这里三色灯是在一个物理封装里面，有R（红）、G（绿）、B（兰）三种颜色的LED灯，这三个灯非常靠近，从远处看可以当作一个三色的发光点。
 {{ :三基色合成.jpg |三基色合成}}
-根据红绿蓝三色的不同组合可以合成不同颜色的光，例如红色和绿色组合可以产生黄色的光，绿色和蓝色组合可以产生青色的光，相同颜色不同亮度组合也会产生不同的光等等，如图。
+根据红、绿、蓝三色的不同组合可以合成不同颜色的光，例如红色和绿色组合可以产生黄色的光，绿色和蓝色组合可以产生青色的光，相同颜色不同亮度组合也会产生不同的光等等，如图。
 本实验中我们实现三基色的固定组合，最终输出产生图中的红色、绿色、蓝色、黄色、青色、品红、白色7中颜色，然后根据PWM的原理调节LED灯颜色的亮度，使用PWM，给LED灯上施加数字信号，通过调整数字信号的占空比（调整占空比 = 调整有效值）来控制LED灯的亮度。
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 {{ ::rgb_led.jpg |RGB三色灯硬件连接}}
+注意：R、G、B三种颜色的LED的限流电阻的阻值是不同的，主要是因为达到同样的亮度，每种颜色的LED灯所需要的电流是不同的。
+小脚丫开发板上有两组RGB三色灯，在本实验中我们采用其中的一组做实验。
 ====代码设计====
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 <code verilog>
-//Debounce for key_color
+//Debounce for key
-Debounce Debounce_color(.clk(clk_in),.rst_n(rst_n_in),.key_n(key_color),.key_pulse(color_pulse));
+wire [2:0] key_pulse;
+Debounce1 Debounce_uut
+(
+.clk(clk_in),
+.rst_n(rst_n_in),
+.key_n({key_color,key_up,key_down}),
+.key_pulse(key_pulse)
+);
-//Debounce for key_up
+wire	color_pulse = key_pulse[2];
-Debounce Debounce_up(.clk(clk_in),.rst_n(rst_n_in),.key_n(key_up),.key_pulse(up_pulse));
+wire	up_pulse = key_pulse[1];
+wire	down_pulse = key_pulse[0];
-//Debounce for key_down
-Debounce Debounce_down(.clk(clk_in),.rst_n(rst_n_in),.key_n(key_down),.key_pulse(down_pulse));
 </code>
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 </code>
-调用PWM功能模块，实现亮度的调节，具体原理见[[脉冲发生器]]和[呼吸灯]]实验，产生PWM信号Lightness_out，然后根据PWM控制亮度，如下：
+调用PWM功能模块，实现亮度的调节，具体原理见[[脉冲发生器]]和[[呼吸灯]]实验，为了保证三色灯在单色（红、绿、蓝）、双色合成（黄、青、品红）和三色合成（白）之间切换时亮度相同，单色切换为双色合成色时，需要将双色合成时每种基色的亮度减半，单色切换为三色合成色时需要将三色合成时每种基色亮度降为33%，亮度与占空比相关。例如红色时我们调节控制信号占空比为60%，输出黄色时其中的红色和绿色的控制信号占空比都为30%，输出白色时其中的红绿蓝三色的控制信号占空比都为20%，使用脉宽不变，改变脉冲周期的方法实现
+<code verilog>
+localparam	CYCLE_ONE = 5;
+localparam	CYCLE_TWO = 10;
+localparam	CYCLE_THREE = 15;
+reg	[3:0] cycle;
+//Control duty cycle
+always @(color) begin
+	case(color)
+'b110: cycle = CYCLE_ONE;
+'b101: cycle = CYCLE_ONE;
+'b011: cycle = CYCLE_ONE;
+'b100: cycle = CYCLE_TWO;
+'b010: cycle = CYCLE_TWO;
+'b001: cycle = CYCLE_TWO;
+'b000: cycle = CYCLE_THREE;
+'b111: cycle = CYCLE_THREE;
+		default: cycle = CYCLE_ONE;
+	endcase
+end
+</code>
+我们采用产生PWM信号Lightness_out，然后根据PWM控制亮度，如下：
 <code verilog>
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 ====仿真结果====
-{{:呼吸灯仿真.jpg|呼吸灯仿真}}
+{{:红色.jpg?180 |红色}}
+{{:绿色.jpg?180 |绿色}}
+{{:蓝色.jpg?180 |蓝色}}
+{{:黄色.jpg?180 |黄色}}
+{{:青色.jpg?180 |青色}}
+{{:品红.jpg?180 |品红}}
+{{:白色.jpg?180|白色}}
 ====资源报告====
 ^ 资源 | 数量  | 比例  | 说明  |
-^ LUTs | 59   | 3%   |   |
+^ LUTs | 77   | 2%   |   |
-^ 寄存器 | 78    | 2% |   |
+^ 寄存器 | 43    | 1% |   |
 ^ 存储器 | 0  | 0%   |    |
 ^ IO管脚   | 8 |   |    |
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 ====参考文档====
+  * [[按键消抖]]
   * [[脉冲发生器]]
   * {{:machxo2familydatasheet.pdf|Lattice MachXO2数据手册}}
 ====相关文档====
 ^ **文件名称**  | **功能** |
-^ **[[Breath_led.v]]** | **呼吸灯** |
+^ **[[Color_led.v]]** | **三色灯，顶层模块** |
-^ **[[Breath_led_test.v]]** | **测试文件** |
+^ **[[Debounce1.v]]** | **按键消抖模块** |
+^ **[[Lightness.v]]** | **PWM亮度调节模块** |