实验目的：使FPGA电路板上的4个LED灯顺序点亮并熄灭，循环往复产生流水现象。

实验原理：发光二极管与普通二极管一样具有单向导电性。给它加上阳极正向电压后，通过5mA左右的电流就可以使二极管发光。通过二极管的电流越大，发出的光亮度越强。不过我们一般将电流限定在3～20mA之间，否则电流过大就会烧坏二极管。

发光二极管的原理图如图5-12所示，LED0到LED3这4个发光二极管的阴极都连到地（GND）上，阳极分别与FPGA相应的管脚相连。原理图中LED与地之间的电阻起到限流作用。

图5-12　LED灯硬件原理图

本实验中，系统时钟、按键复位以及LED端口的管脚分配如下表5-5所示。

表5-5　流水灯实验管脚分配

由于二极管的阳极分别与FPGA相应的管脚相连，只需要改变与LED灯相连的FPGA管脚的电平，LED灯的亮灭状态就会发生变化。当FPGA管脚为高电平时，LED灯点亮；为低电平时，LED灯熄灭。本次设计的模块端口及信号连接如图5-13所示。

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图5-13　流水灯模块原理图

由于人眼的视觉暂留效应，流水灯状态变换间隔时间最好不要低于0.1s，否则就不能清晰地观察到流水效果。这里我们让流水灯每间隔0.2s变化一次。在程序中需要用一个计数器累加计数来计时，计时达0.2s后计数器清零并重新开始计数，这样就得到了固定的时间间隔。每当计数器计数满0.2s就让led灯发光状态变化一次。

实验流程：理解任务、分析原理、硬件设计、程序编码、仿真验证、具体实现。

示例程序：

在Modelsim中对流水灯程序进行仿真时用到的测试程序如下所示：