EE_FPGA基础教程系列 -- 按键消抖

//当寄存器 key1 由 1 变为 0 时，led_an 的值变为高，维持一个时钟周期 wire key_an; assign key_an = reg1_key & ( ~reg0_key);
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我们画一张时序图来解释这个问题就非常好理解了。我们假设按键 key1 输
if (!rst_n)
reg1_low <= 1'b1;
else
reg1_low <= reg_low;
end
//---------------------------------------------------------------------------
//当寄存器 reg_low 由 1 变为 0 时，key_low 的值变为高，维持一个时钟周期 wire key_low = reg1_low & ( ~reg_low);
else if(cnt
reg_low <= key1;
// cnt == 20'hfffff 约 20ms
reg1_low <= reg_low;
if (!rst_n) cnt_key <= 20'd0; //复位 else if(key_an) cnt_key <=20'd0; else cnt_key <= cnt_key + 1'b1; end
reg reg_low;
reg reg1_low;
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
//当寄存器 key1 由 1 变为 0 时，led_an 的值变为高，维持一个时钟周期 wire key_an; assign key_an = reg1_key & ( ~reg0_key); //-------------------------------启动延时-------------------------------------------reg[19:0] cnt_key; //计数寄存器 always @ (posedge clk or negedge rst_n) begin
程序设计的基本思路是： 1、检测管脚电平是否拉低 2、若检测到低电平，启动计数器，延时 20ms 左右的时间 3、再次检测管脚是否低电平 4、若还是低电平，确定按键被按下。输出控制信号
2.4 按键消抖程序
input clk; //主时钟信号，50MHz input rst_n; //复位信号，低有效 input key1; //按键 1 //--------------------------------------------------------------------------reg reg0_key; reg reg1_key; always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
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Description
EE_FPGA 基础教程---- 按键消抖
Date
Keywords:
Abstract: 本文分析按键消抖的 verilog 程序。学习非阻塞赋值和脉冲边沿检测的原
理。
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测上升沿的典型语句。不信你画个时序图看看。顺便多说一句，做数字电路，画
时序图是解决问题的一个很好的方法哦。
理解了以上两个知识点，那这个按键消抖的程序就很好懂了。如果管脚检测
到下降沿，我们用 key_an 作为标志信号启动计数器，当计数器计到 20’hfffff 的
时候，（即约 10 万个 clk 周期，20ms）。再次存入键值，
2.2 何为按键消抖
如果仅仅是按上面所说，那这个是否太简单了一点呢？是滴，你一定会想到
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按键消抖的问题。似乎不管是学单片机还是 DSP 的时候，凡是涉及到按键的都 会提到按键消抖。正好，网上找到一张关于按键抖动的图。
抖动时间 t1、t3 一般在 20ms 左右。从理论上讲，在抖动时间内，会产生多 个脉冲信号，如果不进行任何处理，则按一次按键，程序会认为按了多次，从而 产生错误。
2.5 程序分析
这段短短的程序，其实有着两个非常重要的知识点值得我们学习。 首先，大家了解下复位语句，if (!rst_n) begin *** end 起到异步复位作用， 就是对程序设置一个初始值，这样的语句大家只要了解初始值是多少就可以。 对于蓝色标注的两段程序，有个重要的知识点。在介绍这个知识点之前，大 家还必须对非阻塞赋值和阻塞赋值有个清楚的了解。这里就利用了非阻塞赋值的
if(!rst_n) begin reg0_key <= 1'b1; reg1_key <= 1'b1;
end else begin
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reg0_key <= key1; reg1_key <= reg0_key; end end
if (!rst_n) begin
reg_low <= 1'b1;
end
else if(cnt_key == 20'hfffff) begin
reg_low <= key1;
// cnt == 20'hfffff 约 20ms
end
end
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
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1. 回顾
这次我们继续给玩转 LED 加入些新元素，使用按键控制 LED。点亮 LED 是 利用了 FPGA 输出电平，这次对按键进行操作则是对 FPGA 进行输入了。
2. 按键消抖
2.1 按键输入原理
首先，我们得打开 EE_FPGA 的硬件手册，找到按键部分的原理图。 如下图所示，这会大家就可以利用在 LED 中学到的知识进行分析了，当按 键没有被按下的时候，管脚连接的是 VDD3.3V 的高电平；当按键被按下时，管 脚接地。 所以我们只要检测这几个管脚是否是低电平，就可以判断是否有按键被按下 啦。
入上图这样一段时序序列。经过 reg0_key 和 reg1_key 的移位操作，以及 reg0_key
的取反。最后寄存器 key_an 被拉高一个时钟周期，清楚地显示了下降沿的位置。
这段程序是用来检测下降沿的典型程序。这里，我提醒下，我们只要把取反
的寄存器换一下，改成 assign key_an = reg0_key & ( ~reg1_key);就变成了一段检
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按键消抖
V1.0
作者：xieqiang
整理： chenzhufly QQ: 36886052 2011-3-22
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Version
1.0
Author
chenzhufly
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那不消抖可不可以的呢，也许有些地方是没什么问题的。上次还在论坛上看 到一位朋友一定要找出一种能说明按键不消抖有问题的例子。我想，这样没必要， 设计的时候根据实际情况自然就知道需不需要消抖了。这里，我们是学习这个知 识点。
2.3 按键消抖思路
关于 FPGA 的按键消抖，我在网上找了一个经典的程序，稍加修改，便于大 家学习和理解。
2.1 按键输入原理........................................................................................................4 2.2 何为按键消抖........................................................................................................4 2.3 按键消抖思路........................................................................................................5 2.4 按键消抖程序........................................................................................................5 2.5 程序分析 ...............................................................................................................6 2.6 整体程序 ...............................................................................................................8 3. 实验结果 ........................................................................................................................10 4. 总结................................................................................................................................11
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