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前面我们学习了按键和led，虽然可以做一些基础的外设控制。比如，假设把led换成卷帘门的话，这就是卷帘门开关了。当然，这里用mcu也可以，用带网络的gpio设备也可以，用fpga有点大材小用，过于奢侈了。今天我们学一下pwm输出，其实pwm在电机控制领域很有用。
1、什么是pwm
所谓的pwm方波，就是在一段时间内，部分时间输出高电平，部分时间输出低电平。这一段时间就叫控制周期，可以是1ms，也可以是100us，根据实际情况而定。此外，控制周期内的高低电平比例，也是可以设定的，最小为0，最大为100%。
2、pwm的应用场景
很多场景下，都会使用到pwm，比如说光源，比如说电机。大家可能对电机比较熟悉，因为对电机的控制主要就两种，一种是直接电流控制，一种是pwm控制。如果是pwm控制，那就是说在控制板和电机之间，还有一个驱动板，我们给驱动板输入pwm信号，就可以控制电机的转速。
光源其实也是一样的，有的时候工业图像、或者医疗图像需要进行控光处理，这个时候如果需要图像亮一点，那就曝光时间长一点，反之则短一点，控制方式也是pwm。
3、pwm的两个参数
pwm本身比较简单，它的两个重要参数就是控制周期和占空比。后续我们写verilog代码的时候，本质也是对这两个参数进行设置。如果不是写verilog，而是写pwm驱动，或者是对pwm进行设置，本质上也是操作这两个参数。
4、pwm实现
本身pwm还是比较简单的，一方面通过count计数控制好周期，另外一方面通过阈值设置好占空比即可。需要注意的是，我们输出pwm的时候，在一个周期内，一般是先输出0，再输出1，这样比较合理。另外还有一点，就是周期恢复为0的时候，输出信号需要快速恢复为0。
module pwm(input clk,
input rst,
input ce,
output reg out);
reg[15:0] count;
`define FREQUENCY_COUNT 16'd29
`define PART_RATIO 16'd9
always@(posedge clk or negedge rst)
if(!rst)
count <= 16'h0;
else if(ce) begin // switch
if(count != `FREQUENCY_COUNT) // frequency
count <= count + 16'h1;
else
count <= 16'h0;
end else
count <= 16'h0;
always@(posedge clk or negedge rst)
if(!rst)
out <= 1'b0;
else if(ce) begin // switch
if(count < `PART_RATIO || count == `FREQUENCY_COUNT) // part ratio
out <= 1'b0;
else
out <= 1'b1;
end else
out <= 1'b0;
endmodule
代码为了做仿真，FREQUENCY_COUNT和PART_RATIO设置都比较小，实际使用的时候一般都比较大。
5、仿真和测试
在上板子验证之前，最好先借助于iverilog仿真下，不出意外的话，就可以看到这样的波形，
需要tb文件的朋友，可以参考下这里的tb文件，
`timescale 1ns/1ps
module test();
reg rst;
reg clk;
reg ce;
wire out;
initial
begin
rst = 1;
clk = 0;
ce = 0;
#12 rst = 0;
#21 rst = 1;
#30 ce = 1;
#10000 $finish;
end
initial
begin
while(1)
clk = #5 !clk;
end
pwm pwm(.rst(rst),
.clk(clk),
.ce(ce),
.out(out));
initial
begin
$dumpfile("hello.vcd");
$dumpvars(0, test);
end
endmodule