按键消抖实验

基于verilog按键消抖设计

Aaron malone

关于键盘的基础知识，我就以下面的一点资料带过，因为这个实在是再基础不过的东西了。然后我引两篇我自己的博文，都是关于按键消抖的，代码也正是同目录下project里的。这两篇博文都是ednchina的博客精华，并且在其blog 首页置顶多日，我想对大家会很有帮助的。

键盘的分类

键盘分编码键盘和非编码键盘。键盘上闭合键的识别由专用的硬件编码器实现，并产生键编码号或键值的称为编码键盘，如计算机键盘。而靠软件编程来识别的称为非编码键盘。

在单片机组成的各种系统中，用的最多的是非编码键盘。也有用到编码键盘的。非编码键盘有分为：独立键盘和行列式（又称为矩阵式）键盘。

按键在闭合和断开时，触点会存在抖动现象：

从上面的图形我们知道，在按键按下或者是释放的时候都会出现一个不稳定的抖动时间的，那么如果不处理好这个抖动时间，我们就无法处理好按键编码，所以如何才能有效的消除按键抖动呢？让下面的两篇博文日志给你答案吧。

经典的verilog键盘扫描程序

从最基础的分频程序开始，但看到这个键盘扫描程序后，直呼经典，有相见恨晚的感觉，还想说一句：威百仕( VibesIC )，我很看好你！WHY？待我慢慢道来，这个程序的综合后是0error,0warning。想想自己编码的时候那个warning是满天飞，现在才明白HDL设计有那么讲究了，代码所设计的不仅仅是简单的逻辑以及时序的关系，更重要的是你要在代码中不仅要表现出每一个寄存器，甚至每一个走线。想想我写过的代码，只注意到了前者，从没有注意过后者，还洋洋自得以为自己也算是个高手了，现在想来，实在惭愧啊！学习学习在学习，这也重新激发了我对HDL设计的激情，威百仕给了我一个方向，那我可要开始努力喽！

废话说了一大堆，看程序吧：（本代码经过ise7.1i综合并下载到SP306板上验证通过）

//当三个独立按键的某一个被按下后，相应的LED被点亮；再次按下后，LED 熄灭，按键控制LED亮灭

经过一次20ms的采样后判定为键盘按下。

代码部分

`timescale 1ns / 1ps

//说明：当三个独立按键的某一个被按下后，相应的LED被点亮；

// 再次按下后，LED熄灭，按键控制LED亮灭

module sw_debounce(

clk,rst_n,

sw1_n,sw2_n,sw3_n,

led_d1,led_d2,led_d3

);

input clk; //主时钟信号，50MHz

input rst_n; //复位信号，低有效

input sw1_n,sw2_n,sw3_n; //三个独立按键，低表示按下

output led_d1,led_d2,led_d3; //发光二极管，分别由按键控制

//---------------------------------------------------------------------------

reg[2:0] key_rst;

always @(posedge clk or negedge rst_n)

if (!rst_n) key_rst <= 3'b111;

else key_rst <= {sw3_n,sw2_n,sw1_n};

reg[2:0] key_rst_r; //每个时钟周期的上升沿将low_sw信号锁存到low_sw_r中

always @ ( posedge clk or negedge rst_n )

if (!rst_n) key_rst_r <= 3'b111;

else key_rst_r <= key_rst;

//当寄存器key_rst由1变为0时，led_an的值变为高，维持一个时钟周期

wire[2:0] key_an = key_rst_r & (~key_rst);

//---------------------------------------------------------------------------

reg[19:0] cnt; //计数寄存器

always @ (posedge clk or negedge rst_n)

if (!rst_n) cnt <= 20'd0; //异步复位

else if(key_an) cnt <=20'd0;

else cnt <= cnt + 1'b1;

reg[2:0] low_sw;

always @(posedge clk or negedge rst_n)

if (!rst_n) low_sw <= 3'b111;

else if (cnt == 20'hfffff) //满20ms，将按键值锁存到寄存器low_sw中cnt == 20'hfffff low_sw <= {sw3_n,sw2_n,sw1_n};

//---------------------------------------------------------------------------

reg [2:0] low_sw_r; //每个时钟周期的上升沿将low_sw信号锁存到low_sw_r中

always @ ( posedge clk or negedge rst_n )

if (!rst_n) low_sw_r <= 3'b111;

else low_sw_r <= low_sw;

//当寄存器low_sw由1变为0时，led_ctrl的值变为高，维持一个时钟周期

wire[2:0] led_ctrl = low_sw_r[2:0] & ( ~low_sw[2:0]);

reg d1;

reg d2;

reg d3;

always @ (posedge clk or negedge rst_n)

if (!rst_n) begin

d1 <= 1'b0;

d2 <= 1'b0;

d3 <= 1'b0;

end

else begin //某个按键值变化时，LED将做亮灭翻转

if ( led_ctrl[0] ) d1 <= ~d1;

if ( led_ctrl[1] ) d2 <= ~d2;

if ( led_ctrl[2] ) d3 <= ~d3;

end

assign led_d3 = d1 ? 1'b1 : 1'b0; //LED翻转输出

assign led_d2 = d2 ? 1'b1 : 1'b0;

assign led_d1 = d3 ? 1'b1 : 1'b0;

endmodule

综合的电路