README.md

@@ -1,115 +1,3 @@
-# Преобразователь 3.3В → 24В для входа TX01
+# Quartus
 
-## Назначение
+Мигаем светодиодом
-
-Преобразователь уровня сигнала с GPIO микроконтроллера 3.3В (STM32F407) на дискретный вход 24В (TX01) с инверсией логики. Подходит для подключения ПЛИС/МК к промышленным входам 24В. [web:10]
-
-## Схема
-
-```text
-            +24V (внешний источник)
-   GPIO pin_10        │
-     │               ┌┴┐
-     │               │ │ R3 = 4.7kΩ
-     │               └┬┘
-     │                │
-     │                ├──────────► TX01 (вход 24V)
-     │                │
-     └─[ 10kΩ ]─┬[B]  │
-                │     │
-               ┌┴┐ ┌──┴──┐
-          R2   │ │ │  C  │
-         100kΩ │ │ │ NPN │   Q1: BC547B / 2N2222A / 2N3904
-               └┬┘ │  Q1 │
-                │  │  E  │
-               GND └──┬──┘
-                │     │
-               ─┴─   GND
-               GND    │
-                      │
-     GND ─────────────┴──────────── GND (общий)
-```
-
-## Принцип работы
-
-R1 (10kΩ) и R2 (100kΩ) образуют резистивный делитель напряжения на базе транзистора. [web:8]
-
-- При GPIO = 3.3В на базе формируется около 3.0В (до открытия перехода база‑эмиттер). [web:8]
-- При \(V_{BE} \approx 0.7В\) транзистор открывается и входит в насыщение, коллектор притягивается к GND. [web:8]
-- Избыток напряжения рассеивается на делителе R1–R2. [web:8]
-
-Выход TX01 подтянут к +24В через R3 (4.7kΩ):
-
-- Когда транзистор закрыт, TX01 ≈ 24В (логическая 1 для входа 24В). [web:8]
-- Когда транзистор открыт, TX01 ≈ 0.2В (насыщение, логический 0). [web:8]
-
-## Таблица состояний
-
-| GPIO PA5 | Транзистор | TX01   | Логика TX01 |
-|----------|------------|--------|-------------|
-| 0В       | Закрыт     | ~24В   | HIGH        |
-| 3.3В     | Открыт     | ~0.2В  | LOW         |
-
-Инверсия логики:
-
-- LOW на GPIO → HIGH на TX01  
-- HIGH на GPIO → LOW на TX01  
-
-## Расчеты
-
-Ток базы при GPIO = 3.3В:
-
-\[
-I_b = \frac{V_{in} - V_{BE}}{R1 + R2}
-\]
-
-\[
-I_b = \frac{3.3V - 0.7V}{110k\Omega} \approx 24\ \mu A
-\]
-
-Ток коллектора (при подтяжке 24В через 4.7kΩ):
-
-\[
-I_c = \frac{24V}{4.7k\Omega} \approx 5.1\ mA
-\]
-
-Требуемый коэффициент усиления:
-
-\[
-\beta = \frac{I_c}{I_b} \approx \frac{5.1mA}{24\mu A} \approx 212
-\]
-
-Подходящие транзисторы (по \(h_{FE}\) в активном режиме, с запасом для насыщения): [web:8][web:9]
-
-- BC547B: \(hFE \approx 200–450\) [web:8]
-- 2N2222A: \(hFE \approx 100–300\) [web:9]
-- 2N3904: \(hFE \approx 100–300\) [web:9]
-
-## Назначение элементов
-
-- R1 (10kΩ)  
-  - Ограничивает ток базы.  
-  - Формирует верхнее плечо делителя напряжения.
-
-- R2 (100kΩ)  
-  - Обеспечивает разряд базы при выключении.  
-  - Не дает базе и GPIO «плавать».  
-  - Ускоряет выключение транзистора.  
-  - Формирует нижнее плечо делителя.
-
-- R3 (4.7kΩ)  
-  - Pull‑up к +24В для входа TX01.  
-  - Ограничивает ток коллектора транзистора.  
-  - Формирует уровень HIGH на входе 24В.
-
-- Q1 (NPN: BC547B / 2N2222A / 2N3904)  
-  - Работает как ключ в насыщении. [web:8][web:9]  
-  - Коммутирует вход TX01 на землю.  
-  - Обеспечивает развязку 3.3В GPIO и 24В линии.
-
-## Особенности применения
-
-- Требуется общий GND между STM32/ПЛИС и источником 24В. [web:10]
-- Логика инверсная, это нужно учесть в прошивке. [web:10]
-- Ток через вход TX01 ≈ 5 mА при 24В, что подходит для большинства промышленных дискретных входов. [web:8]
-- Схема подходит для частот от единиц герц до десятков килогерц (ограничения по R1/R2 и паразитным емкостям). [web:8]

UML/activity.plantuml

@@ -1,51 +0,0 @@
-@startuml
-start
-
-:posedge clk;
-
-'--- Step timer ---
-if (step_cnt >= (freq_idx == 1 ? STEP_2SEC_MAX : STEP_4SEC_MAX)) then (yes)
-  :step_cnt := 0;
-  if (freq_idx == 5) then (yes)
-    :freq_idx := 0;
-  else (no)
-    :freq_idx := freq_idx + 1;
-  endif
-else (no)
-  :step_cnt := step_cnt + 1;
-endif
-
-'--- Recalculate half-period ---
-:max_count := calc_max_count(freq_idx);
-
-'--- Blink generation for led ---
-if (max_count == 0) then (0 Hz)
-  :blink_cnt := 0;
-  note right
-    led_base сохраняет предыдущее
-    значение (нет мигания)
-  end note
-else (f > 0)
-  if (blink_cnt >= max_count) then (toggle)
-    :blink_cnt := 0;
-    :led_base := ~led_base;
-  else (count)
-    :blink_cnt := blink_cnt + 1;
-  endif
-endif
-
-'--- 1 Hz generation for pin ---
-if (pin_cnt >= PIN_1HZ_HALF_MAX) then (toggle)
-  :pin_cnt := 0;
-  :pin_base := ~pin_base;
-else (count)
-  :pin_cnt := pin_cnt + 1;
-endif
-
-'--- Outputs (combinational) ---
-:led    = ~led_base;
-:pin    = pin_base;
-:pin_10 = led;
-
-stop
-@enduml

UML/state.plantuml

@@ -1,66 +0,0 @@
-@startuml
-[*] --> F0 : reset/power-up
-
-state "Blink frequency\nstates" as BlinkFreq {
-  state F0
-  state F10
-  state F20
-  state F30
-  state F40
-  state F50
-}
-
-' --- Notes ---
-
-note right of F0
-  freq_idx = 0
-  f = 0 Hz (LED заморожен)
-  step_cnt считает до STEP_4SEC_MAX
-end note
-
-note right of F10
-  freq_idx = 1
-  f = 10 Hz
-  max_count = F_CLK/(2*10)-1
-  step_cnt считает до STEP_2SEC_MAX
-end note
-
-note right of F20
-  freq_idx = 2
-  f = 20 Hz
-  max_count = F_CLK/(2*20)-1
-  step_cnt считает до STEP_4SEC_MAX
-end note
-
-note right of F30
-  freq_idx = 3
-  f = 30 Hz
-  max_count = F_CLK/(2*30)-1
-  step_cnt считает до STEP_4SEC_MAX
-end note
-
-note right of F40
-  freq_idx = 4
-  f = 40 Hz
-  max_count = F_CLK/(2*40)-1
-  step_cnt считает до STEP_4SEC_MAX
-end note
-
-note right of F50
-  freq_idx = 5
-  f = 50 Hz
-  max_count = F_CLK/(2*50)-1
-  step_cnt считает до STEP_4SEC_MAX
-end note
-
-' --- Transitions ---
-
-F0  --> F10 : step_cnt >= STEP_4SEC_MAX
-F10 --> F20 : step_cnt >= STEP_2SEC_MAX
-F20 --> F30 : step_cnt >= STEP_4SEC_MAX
-F30 --> F40 : step_cnt >= STEP_4SEC_MAX
-F40 --> F50 : step_cnt >= STEP_4SEC_MAX
-F50 --> F0  : step_cnt >= STEP_4SEC_MAX
-
-F0 --> [*] : external reset
-@enduml

blink.v

@@ -1,122 +1,55 @@
 module blink #(
-    // Input clock frequency in Hz
+    // Выбор частоты мигания (F_BLINK), Гц:
-    parameter integer F_CLK = 50_000_000  // 50 MHz
+    // 1    -> 1
+    // 2.5  -> 25   (см. ниже, делим на 10)
+    // 5    -> 5
+    // 10   -> 10
+    parameter integer MODE = 4  // по умолчанию 1 Гц
 )(
-    input  wire clk,
+    input  wire clk,     // 50 MHz
-    output wire led,
+    output reg  led,
-    output wire pin,
+    output reg  pin,
-    output wire pin_10
+	 output reg  pin_10
 );
 
-    //---------------------------------------------------------
+localparam integer F_CLK = 50_000_000;
-    // Step duration:
-    //  - for 0.5 Hz : 2 s
-    //  - for others : 4 s
-    //---------------------------------------------------------
-    localparam integer STEP_2SEC_MAX = (F_CLK * 2) - 1;
-    localparam integer STEP_4SEC_MAX  = (F_CLK * 4) - 1;
 
-    // Step timer counter
+// Предрасчитанные MAX_COUNT для половины периода:
-    reg [31:0] step_cnt = 32'd0;
+//
+// 1   Гц: T=1 c   → T/2=0.5 c   → 25_000_000
+// 2.5 Гц: T=0.4 c → T/2=0.2 c   → 10_000_000
+// 5   Гц: T=0.2 c → T/2=0.1 c   → 5_000_000
+// 10  Гц: T=0.1 c → T/2=0.05 c  → 2_500_000
 
-    // Frequency index: 0..5 → 0, 10, 20, 30, 40, 50 Hz
+localparam integer MAX_1HZ   = 25_000_000 - 1;
-    reg [2:0] freq_idx = 3'd0;
+localparam integer MAX_2_5HZ = 10_000_000 - 1;
+localparam integer MAX_5HZ   = 5_000_000  - 1;
+localparam integer MAX_10HZ  = 2_500_000  - 1;
 
-    // Half-period counter and current half-period length in clock cycles
+// Выбор MAX_COUNT по MODE
-    reg [31:0] blink_cnt = 32'd0;
+// MODE:
-    reg [31:0] max_count = 32'd0;
+// 1 -> 1 Гц
+// 2 -> 2.5 Гц
+// 3 -> 5 Гц
+// 4 -> 10 Гц
+localparam integer MAX_COUNT =
+    (MODE == 1) ? MAX_1HZ   :
+    (MODE == 2) ? MAX_2_5HZ :
+    (MODE == 3) ? MAX_5HZ   :
+    (MODE == 4) ? MAX_10HZ  :
+                  MAX_1HZ;  // по умолчанию 1 Гц
 
-    // Base LED signal (before output inversion)
+reg [25:0] cnt; // хватает до > 33 млн (2^25 = 33_554_432)
-    reg led_base = 1'b0;
 
-    //---------------------------------------------------------
+always @(posedge clk) begin
-    // 1 Hz generator for pin: divider from F_CLK
+    if (cnt >= MAX_COUNT) begin
-    // Period 1 Hz = 1 s, half-period = 0.5 s
+        cnt <= 0;
-    //---------------------------------------------------------
+        led <= ~led;
-    localparam integer PIN_1HZ_HALF_MAX = (F_CLK / 2) - 1;
+        pin <= led;
-
+		  pin_10 <= led;
-    reg [31:0] pin_cnt  = 32'd0;
+    end else begin
-    reg        pin_base = 1'b0;
+        cnt <= cnt + 1;
-
-    //---------------------------------------------------------
-    // Function to calculate half-period in clock cycles
-    //---------------------------------------------------------
-    function [31:0] calc_max_count;
-        input [2:0] idx;
-        integer f;
-    begin
-        // Frequency in Hz: 0, 10, 20, 30, 40, 50
-        f = idx * 10;
-        if (f == 0) begin
-            // Special case: 0 Hz → no blinking
-            calc_max_count = 32'd0;
-        end else begin
-            // Half-period: F_CLK / (2 * f)
-            calc_max_count = (F_CLK / (2 * f)) - 1;
-        end
     end
-    endfunction
+end
-
-    //---------------------------------------------------------
-    // Main process: step timing, frequency selection,
-    //               blink generation
-    //---------------------------------------------------------
-    always @(posedge clk) begin
-        //-----------------------------------------------------
-        // Step timer: change frequency every 2 or 4 seconds
-        //-----------------------------------------------------
-        if (step_cnt >= (freq_idx == 3'd1 ? STEP_2SEC_MAX : STEP_4SEC_MAX)) begin
-            step_cnt <= 32'd0;
-
-            // Cycle through 0→1→2→3→4→5→0...
-            if (freq_idx == 3'd5)
-                freq_idx <= 3'd0;
-            else
-                freq_idx <= freq_idx + 3'd1;
-        end else begin
-            step_cnt <= step_cnt + 32'd1;
-        end
-
-        //-----------------------------------------------------
-        // Recalculate half-period for current frequency
-        //-----------------------------------------------------
-        max_count <= calc_max_count(freq_idx);
-
-        //-----------------------------------------------------
-        // Blink generation for led
-        //-----------------------------------------------------
-        if (max_count == 32'd0) begin
-            // 0 Hz: hold current state, no blinking
-            blink_cnt <= 32'd0;
-            // led_base keeps its last value
-        end else begin
-            if (blink_cnt >= max_count) begin
-                blink_cnt <= 32'd0;
-                led_base  <= ~led_base;
-            end else begin
-                blink_cnt <= blink_cnt + 32'd1;
-            end
-        end
-
-        //-----------------------------------------------------
-        // 1 Hz generation for pin (independent of freq_idx)
-        //-----------------------------------------------------
-        if (pin_cnt >= PIN_1HZ_HALF_MAX) begin
-            pin_cnt  <= 32'd0;
-            pin_base <= ~pin_base;
-        end else begin
-            pin_cnt <= pin_cnt + 32'd1;
-        end
-    end
-
-    //---------------------------------------------------------
-    // Outputs:
-    //  led     = inverted base signal (variable frequency)
-    //  pin     = 1 Hz
-    //  pin_10  = inverted pin
-    //---------------------------------------------------------
-    assign led    = ~led_base;
-    assign pin    = pin_base;
-    assign pin_10 = led;
 
 endmodule