verilog按键消抖原理
VHDL语言按键去抖动电路的设计
--状态机复位,dout输出信 状态机复位, 状态机复位 输出信 号复位。 号复位。
--按键按下 按键按下
--按键按下 按键按下
--按键释放 按键释放
仿真结果
S0
S1
S0
S0
S1
S2
S2
S0
维持3个周期的低电平时 变成低电平, 当din维持 个周期的低电平时,dout变成低电平,表示有 维持 个周期的低电平时, 变成低电平 按键按下。 按键按下。
c lk res et key 1 key 2 key 3 key 4
ins t
led1 led2 led3 led4
clk:时钟,50MHz; :时钟, ; reset:复位信号; :复位信号; key1, key2, key3, key4:按键信号 : 输入; 输入; 输出信号: 输出信号: led1, led2, led3, led4:发光二极管 : 信号输出。 信号输出。
--key2按下 按下
--key3按下 按下
--key4按下 按下
--没有键被按下 没有键被按下
仿真结果
clk reset key 3
INPUT VCC
dout
din inst9 debounce clk reset dout
该设计包含分频模块、 该设计包含分频模块、去抖 动模块和按键扫描模块组成。 动模块和按键扫描模块组成。
key 4
INPUT VCC
din inst10
按键扫描程序
--key1按下 按下
50MHz
clk
INPUT VCC
Parameter Value Type n 250000 Signed Integer
f div 200hz clkin clkout
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。
VHDL入门:关于按键消抖的那个process
这学期的EDA课程设计有涉及到一个按键信号稳定的问题,虽然就算没有这块处理,最后成绩只会扣3分,但自己觉得像LED亮度变化,数字钟设置这些功能,如果没有加进一个稳定按键信号的模块,根本不能算是已实现的功能。
按键消抖的程序在网上有几种可供选择,但这里只讨论一种,本人觉得简单得来又比较强大的一种。
其实消抖的原理就是把一个按键周期内所输入的所有有效信号,包括那些毛刺,处理成一个脉冲输入。
能达到这点,就可以实现消抖功能了。
功能的源代码:代码中的 key 是按键输入,count 是自定义的计数器,N的值可以根据需要结合时钟频率设置,如果只是想达到按键一次输入一个脉冲的效果,建议 count 的时长设为 5ms,key_en 是处理完后输出的单个脉冲,至于有效信号是 '0' 还是'1' ,这要看板上的电路设计了。
此代码中是 '0' 为有效信号。
不要怀疑这段代码有错,理清逻辑后再套用,如果弄不明白什么原理,建议还是别用,用了可能会更糟糕。
要注意的是一个 process 中只能有一个时钟信号,否则很容易出错,就算编译通过,实际操作还是不行。
所以如果要对多个按键消抖,一定要在 "if clk'event and clk='1' then" 语句的内部增加,别重新设置一个 clk'event 。
还有就是按键的消抖功能块最好用单独的 process 运行,将 key_en 设置成新的按键输入信号,而实际的输入信号 key 只在按键消抖的process 中读入。
之所以说这种消抖方法简单得来又比较强大,是因为这方法不需要用到什么状态机、component 之类较高级点的东西,只需要多个 process 即可;另外这种方法还有其他的拓展用途,比如可以利用这个 count 延时周期设置一个短按键和长按键的识别,实现长按此键切换或者 reset 等等的功能,这里不详细解释。
vivado按键消抖原理
vivado按键消抖原理按键消抖是指在数字电路中,当按键按下或释放时,由于按键机械开关的特性,会导致电路出现不稳定的信号状态。
这种不稳定状态可能会导致错误的触发,例如出现多次触发或漏触发。
因此,为了确保按键信号的稳定性和可靠性,需要进行按键消抖处理。
按键消抖的原因主要有两个方面。
首先,按键机械开关的接触面存在微小的弹跳现象,当按键按下或释放时,接触面会在短时间内反复接触和分离,导致电路信号出现多次变化。
其次,由于电路中存在的噪声干扰,也会使得按键信号产生抖动。
为了解决按键消抖问题,可以采用硬件和软件两种方法。
硬件方法主要通过添加滤波电路或使用稳定的按键开关来消除按键弹跳现象。
滤波电路可以通过RC电路或者使用专用的按键消抖芯片来实现。
而软件方法主要通过在数字电路中添加按键消抖算法来处理按键信号。
在Vivado中,按键消抖可以通过使用状态机来实现。
状态机是一种用于描述系统行为的模型,可以根据输入信号的状态变化来改变系统的状态和输出。
在按键消抖中,可以使用状态机来检测按键信号的变化,并根据一定的状态转换规则来消除按键弹跳现象。
具体实现时,可以将按键信号作为输入,将按键状态和输出作为状态机的状态和输出。
当按键信号发生变化时,状态机会根据一定的状态转换规则进行状态转换,并输出消抖后的按键信号。
常用的状态转换规则包括按键按下时状态转换为按下状态,按键释放时状态转换为释放状态,以及连续按键时状态不变。
在Vivado中,可以使用Verilog或VHDL等硬件描述语言来编写状态机代码。
首先,需要定义状态机的输入、输出和状态变量,并初始化各个变量的初始值。
然后,需要编写状态转换规则和输出逻辑,根据输入信号的状态变化来改变状态和输出。
最后,需要将状态机代码综合生成对应的逻辑电路,并进行仿真和验证。
总结起来,按键消抖是数字电路设计中常见的问题,为了确保按键信号的稳定性和可靠性,需要进行按键消抖处理。
在Vivado中,可以使用状态机来实现按键消抖,通过定义状态转换规则和输出逻辑,消除按键弹跳现象。
键盘消抖原理代码说明(Verilog)
笔记2 键盘消抖(别人的笔记)老实说,这个实验的开始之前和之后,都给我蛋疼了。
时钟了解不到源码的思路,边看源码边睡着。
醒来的时候既然“惊”一下,相通了......module lesson02(CLK, RST,SW0, SW1, SW2,LED0, LED1, LED2);input CLK;input RST;input SW0, SW1, SW2;output LED0, LED1, LED2;//---------------------------------------------------------------------------//Detect the switch pressingreg [2:0] Press0;reg [2:0] Press1;wire [2:0] isPress;always @ (posedge CLK or negedge RST)if(!RST)Press0 <= 3'b111;elsePress0 <= {SW0, SW1, SW2}; //read the pin result;always @ (posedge CLK or negedge RST)if(!RST)Press1 <= 3'b111;elsePress1 <= Press0; //read the previous Press0 resultassign isPress=Press1 & (~Press0); //detect the logic with bit is changed from logic 1 to 0 //---------------------------------------------------------------------------//if pressing, counter start counting for 20msreg [19:0] Counter; //计数寄存器always @ (posedge CLK or negedge RST)if(!RST)Counter <= 20'd0;else if(isPress)Counter <= 20'd0;elseCounter <= Counter + 1'b1; //increment for counter//------------------------------------------------------------------------//After 20ms read the key pin resultreg [2:0] Press2;reg [2:0] Press3;wire [2:0] Result;always @ (posedge CLK or negedge RST)if(!RST)beginPress2 <= 3'b111;Press3 <= 3'b111;endelse if(Counter == 20'hfffff)Press2 <= {SW0, SW1, SW2}; //read the pin result after 20mselsealways @ (posedge CLK or negedge RST)if(!RST)elsePress3 <= Press2; //read the previous pin resultassign Result = Press3 & (~Press2); //detect the changing bit from logic 1 to 0//------------------------------------------------------------------------//turn on led with pin resultreg D1;reg D2;reg D3;always @ (posedge CLK or negedge RST)if(!RST)beginD1 <= 1'b0;D2 <= 1'b0;D3 <= 1'b0;endelsebeginif( Result[0] ) D1 <= ~D1;if( Result[1] ) D2 <= ~D2;if( Result[2] ) D3 <= ~D3;endassign LED0 = D1 ? 1'b1 : 1'b0;assign LED1 = D2 ? 1'b1 : 1'b0;assign LED2 = D3 ? 1'b1 : 1'b0;endmodule这个实验主要有计数器和边缘检查来实现按键消抖,按键功能。
Verilog写的按键消抖程序
前几天看了特权同学用Verilog写的按键消抖程序,感觉很经典。
在这里将程序贴出来分享一下。
module lcd_button2(clk,rst,seg,wei,sw1,sw2,sw3,sw4);//按键按下,数码管依次显示0-9input clk;input rst;input sw1,sw2,sw3,sw4;output [3:0] wei;output[7:0] seg;reg [7:0] seg;reg [3:0] wei;integer num;initial beginnum = 0;endreg[3:0] key_rst;always @(posedge clk or negedge rst)if(!rst)key_rst <= 4'b1111;elsekey_rst <= {sw4,sw3,sw2,sw1};reg[3:0] key_rst_r;always @(posedge clk or negedge rst)if(!rst)key_rst_r <= 4'b111;elsekey_rst_r <= key_rst;wire[3:0] key_an = key_rst_r & (~key_rst);reg[19:0] cnt;always @(posedge clk or negedge rst)if(!rst)cnt <= 0;else if(key_an) cnt <= 0;else cnt <= cnt+1'b1;reg [3:0] low_sw;always @(posedge clk or negedge rst)if(!rst)low_sw <= 4'b1111;else if(cnt==10'hfffff)low_sw <= {sw4,sw3,sw2,sw1};reg[3:0] low_sw_r;always @(posedge clk or negedge rst)if(!rst)low_sw_r <= 4'b1111;elselow_sw_r <= low_sw;wire [3:0] led_ctrl = low_sw_r[3:0] & (~low_sw[3:0]);reg d1,d2,d3,d4;always @(posedge clk or negedge rst)if(!rst) begind1 <= 0;d2 <= 0;d3 <= 0;d4 <= 0;endelse beginif(led_ctrl[0]) beginnum <= num+1;if(num==9)num <= 0;endendalways @(posedge clk ) beginwei <= 4'b1111;case(num)0: seg <= 8'hfc;1: seg <= 8'h60;2: seg <= 8'hda;3: seg <= 8'hf2;4: seg <= 8'h66;5: seg <= 8'hb6;6: seg <= 8'hbe;7: seg <= 8'he0;8: seg <= 8'hfe;9: seg <= 8'hf6;default: seg <= 8'h02;endcaseendendmodule参考了特权的代码。
Verilog按键消抖的理解
Verilog按键消抖的理解按键在按下时会产生抖动,释放时也会产生抖动,所以在设计键盘扫描程序时必须考虑按键的消抖,我们一般只考虑按下时的抖动,而放弃对释放时抖动的消抖。
抖动时间一般为20ms左右。
按下的最终结果是低电平'在单片机设计的的按键去抖思路是:检测到按下时延时20ms,再检测,如果状态仍为按下,贝U确认是按下的;如果状态为弹起的,则确认是干扰,无按键按下。
图1 按键抖动特性有一个概念要理一下,按键按下时会有抖动,也就是说我们其实只按一次,但是实际产生的“ 按下” 却是许多次的,这些许多次集中在这20ms 里。
我们按的只是一次,而实际却产生了许多次,那么就必须滤除其他的次数。
单片机为了得到真正的“ 按下”,通过延时20ms,把其他的“按下” (也就是抖动)给滤除了。
然后再次判断是否有按下,因为有的时候干扰很大。
而在FPGA中,基于下面的程序,理解如下:在这个程序里检测按键是否按下的方法是脉冲边沿检法。
而在单片机里是判断是否为低电平的方法(那么在FPGA中可不可以也用这个方法呢?)第一次检测到后,启动20ms 计数器,时间到后再检测。
这里的检测方法跟脉冲边沿检测法有异曲同工之处,FPGA过20ms检测按键是否按下,存储检测到的值,并且按位取反与前一个20ms检测的值相与,得到一个值,如果为1,则判断按键按下,否则则无按下。
所以跟单片机按键扫描的原理是一样的,不同的是检测方法不一样。
图2 FPGA 按键的理解示意图其中key_an 寄存器的功能是检测第一次的 “按 下”,是ent 的启动标志位。
通过也能滤除干扰信 号。
led_etrl是确实有按键按下的信号,维持一个时钟周期。
特权同学的Verilog 键盘扫描程序// 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 modulesw_debounce( clk,rst_n, sw1_n,sw2_n,sw3_n,下的JS生 谨产汞 按时彼伺隔勿吧时间轴110 UCi 111] 边沿唸迴注检测到"m 零汁数器并启动⑷矶的 时间计数 tn in no 110led_d1,led_d2,led_d3);input clk; // 主时钟信号,50MHzinput 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。
按键消抖的原理
按键消抖的原理一、引言在电子设备中,按键是常见的输入方式。
然而,由于按键的机械结构,当按下或松开按键时,会产生机械弹跳现象,导致信号出现多次跳变,这就是所谓的“按键抖动”现象。
为了避免这种现象对电路造成干扰,需要进行按键消抖处理。
二、什么是按键消抖?按键消抖是指在接收到按键信号后,在一定时间内只处理一次信号,并且保证该信号为有效信号。
其目的是消除因机械结构引起的多次跳变信号。
三、按键消抖的原理1. 机械弹跳原理在了解按键消抖原理之前,需要先了解机械弹跳原理。
当按下或松开一个开关时,由于接触面积有限和金属表面不完全平整等因素影响,开关触点会发生不稳定震荡,并在短时间内反复接通和断开。
这种现象称为“机械弹跳”。
2. 软件处理原理软件处理原理是通过程序来实现对按键状态进行检测和判断的方式。
具体实现方法包括:轮询法、中断法、计时法等。
(1)轮询法轮询法是指通过循环检测按键状态的方式来实现按键消抖。
具体实现方法为:在主程序中设置一个循环,不断检测按键状态,当检测到按键被按下时,进行一定的延时后再次检测按键状态,如果依然是按下状态,则判断为有效信号。
(2)中断法中断法是指通过外部中断来实现对按键状态进行检测和判断的方式。
具体实现方法为:将按键连接到微控制器的外部中断引脚上,在程序中设置好相应的中断服务程序,当检测到外部中断信号时,进入相应的中断服务程序进行处理。
(3)计时法计时法是指通过定时器来实现对按键状态进行检测和判断的方式。
具体实现方法为:当检测到按键被按下时,启动定时器并开始计数,在一定时间内只处理一次信号,并保证该信号为有效信号。
四、硬件处理原理硬件处理原理是通过使用电路元件来实现对按键消抖的方式。
具体包括RC滤波器、Schmitt触发器、反相器等。
1. RC滤波器RC滤波器是将电容和电阻组合在一起,利用电容的充放电特性实现对信号的滤波。
当按键被按下时,由于电容的充放电时间常数较长,可以使机械弹跳信号被滤除。
按键消抖的原理和基于verilog的消抖设计
按键消抖的原理和基于verilog的消抖设计按键开关是各种电子设备不可或缺的人机接口。
在实际应用中,很大一部分的按键是机械按键。
在机械按键的触点闭合和断开时,都会产生抖动,为了保证系统能正确识别按键的开关,就必须对按键的抖动进行处理。
在系统设计中,有各种各样的消除按键抖动的设计方法,硬件电路和软件设计都很成熟。
不过我们这里要从另外一个角度来讨论按键的消抖,并给出一个用verilog给出一个具体的实现。
首先,看一个普通的机械按键的触点在闭合与断开时的波形(用示波器抓取)。
下面的四张图都是按键在闭合的时候抓到的波形。
可以看到两个明显的趋势:1. 按键在几个us之内就可以达到稳定状态,从高电平转换到底电平;2. 在高电平转换到低电平的过程中,触点有非常明显的抖动。
下面的两张图是按键在断开的时候抓到的波形。
也可以看到两个明显的趋势:1. 按键的变化趋势比较缓慢,从低电平变为高电平需要大概10~20ms的时间;2. 按键断开时没有闭合时那么大的抖动下面两张图是用手迅速闭合按键然后就断开时,按键的输出波形。
在处理按键抖动的程序中,必须同时考虑消除闭合和断开两种情况下的抖动。
所以,对于按键消抖的处理,必须按最差的情况来考虑。
我们从上面的图上可以看到,按键输出的信号的跳变时间(上升沿和下降沿)最大是在20ms左右。
按键一次闭合最短的时间大概是120ms 左右。
如果我们把按键的输出做为一个时钟域(时钟频率未知,但信号的slow rate是已知的,既最大20ms左右)的信号,用另外一个时钟来采集这个按键的输出,则就可以把按键的消抖归结为一个最基本的CDC问题来处理。
而问题的核心是如何确定采集时钟的频率。
假设采集时钟的周期小于20ms,那么,采集时钟就有可能两次采到按键断开时的不。
按键消抖原理
按键消抖原理
按键消抖原理是指通过某种方法在按键被按下或松开时,消除或减少按键的抖动现象,使输入信号得到稳定的识别和处理。
在实际应用中,按键在被按下或松开时,由于机械结构的原因,往往会引起按键的不稳定状态,表现为按键在短时间内多次触发开关。
这种按键抖动不仅会导致输入信号的波动,还可能对系统造成误操作或不良影响。
为了解决按键抖动问题,常用的按键消抖原理主要有以下几种:
1. 软件延时消抖:通过在程序中设定一个适当的延时时间,当按键被按下或松开后,延时一段时间再读取按键状态,以判断按键是否稳定。
如果经过延时后按键状态仍然相同,则可以认为按键已经稳定按下或松开,从而减少抖动的影响。
2. 硬件滤波消抖:通过在按键电路上设计滤波器或添加电容元件,可以对按键信号进行滤波处理,去除短时间内的干扰信号,使输入信号更加稳定。
常用的滤波电路包括RC滤波电路、OTA滤波电路等。
3. 状态改变检测消抖:在按键电路中,通过检测按键的状态变化来判断按键是否按下或松开。
当按键在短时间内发生多次状态变化时,只会认为按键状态发生了一次改变,从而忽略了抖动现象。
这种方式适用于按键状态改变的速度较慢的情况。
通过以上的按键消抖原理,可以有效地减少按键抖动现象,提
高按键输入的可靠性和稳定性。
在实际应用中,可以根据具体情况选择适合的原理和方法来实现按键消抖,以满足不同的需求。
verilog按键消抖原理
verilog按键消抖原理(原创版)目录1.Verilog 简介2.按键消抖的概念3.按键消抖的实现原理4.实际应用中的按键消抖设计5.总结正文【1.Verilog 简介】Verilog 是一种硬件描述语言,主要用于数字系统硬件的描述、模拟和验证。
在数字电路设计和 FPGA 开发领域,Verilog 被广泛应用。
通过Verilog,设计人员可以对硬件电路进行建模、模拟和验证,以确保设计满足性能要求。
【2.按键消抖的概念】按键消抖,又称按键去抖,是一种在按键输入过程中消除误触发的技术。
在实际应用中,按键输入可能会受到噪声、抖动等因素的影响,导致误触发。
按键消抖的目的就是消除这些干扰,确保按键输入的准确性。
【3.按键消抖的实现原理】按键消抖的实现原理主要有两种:软件消抖和硬件消抖。
(1)软件消抖:软件消抖是通过程序算法实现的。
在按键触发时,程序会检测按键触发信号是否满足一定的条件,例如连续触发次数、触发时间间隔等。
如果满足条件,则认为这是一个有效的按键触发,否则不予响应。
(2)硬件消抖:硬件消抖是通过硬件电路实现的。
硬件消抖电路通常包括滤波器、延迟器等组件。
当按键触发信号输入时,滤波器会滤除噪声,延迟器会消除触发信号的抖动,从而保证输出信号的稳定性。
【4.实际应用中的按键消抖设计】在实际应用中,按键消抖设计需要考虑多种因素,如按键触发信号的噪声、抖动特性,系统的响应速度等。
为了实现高效、可靠的按键消抖,设计人员需要对这些因素进行综合考虑,选择合适的消抖方案。
【5.总结】按键消抖是一种重要的技术,可以有效消除按键输入中的误触发,提高系统的稳定性和可靠性。
按键消抖原理
按键消抖原理
按键消抖是指在按下按键后,由于机械原因或者信号干扰等因素导致按键在短时间内出现多次开关状态变化的现象,这种现象会给电子系统带来干扰和误判。
为了避免这种情况的发生,常常采用按键消抖技术。
按键消抖的原理是在按键输入电路中添加一个延时电路和滤波电路,可以在按键按下后延迟一段时间后再检测按键状态,同时通过滤波电路去除掉抖动信号,从而保证按键的稳定性和可靠性。
延时电路可以采用RC延时电路或者数字延时电路,其作用是在按键按下后,延迟一段时间再检测按键状态,这段时间一般为几毫秒至几十毫秒不等。
这样可以保证按键状态稳定后再进行后续处理,避免了抖动信号的影响。
滤波电路可以采用RC滤波电路或者数字滤波电路,其作用是去除掉按键抖动信号,只保留按键真实的状态信号。
这样可以保证按键状态的准确性和可靠性。
总之,按键消抖技术是保证电子系统稳定和可靠运行的重要技术手段。
- 1 -。
按键消抖原理
按键消抖原理
按键消抖原理是指在按下按键后,由于机械特性引起的按键跳动现象被过滤掉,保证按键信号的稳定性和可靠性。
按键消抖的实现原理通常是通过软件技术来实现。
下面将介绍两种常见的按键消抖原理。
1. 软件延时消抖原理:
在按键按下时,通过软件延时一段时间,然后再读取按键状态。
软件延时的作用是等待机械抖动的结束,只有当一段时间内按键状态保持不变时,才认为按键真正被按下。
这种方法简单易行,但缺点是消抖时间较长,响应速度较慢。
2. 状态扫描消抖原理:
在按键按下时,通过不断扫描按键状态来判断按键是否真正被按下。
状态扫描的过程是周期性地读取按键状态,如果发现连续几次读取到的按键状态相同,则认为按键稳定,即按键被按下。
这种方法比延时消抖的响应速度更快,但需要一个额外的线程或中断服务程序来执行状态扫描。
以上是两种常见的按键消抖原理,它们都能有效解决按键抖动问题,提高按键信号的稳定性和可靠性。
在具体应用中,可以根据需要选择适合的消抖原理来实现按键的稳定响应。
EDA实验五报告
实验五按键消抖和分频器电路设计一、实验目的学习和掌握使用Verilog语言设计按键去抖动电路和分频器的方法二、实验原理分频器就是简单的加法计数器,对于偶数分频和奇数分频应注意其占空比的问题。
当按一次按健时,由于按健有反应时间、有大量的毛刺产生(抖动),可能按一次机器感应到几次。
消抖就是让在按键正常反应时间内机器只感应一次按键效果,防止误操作。
消抖的原理是:当检测到有键按下时,并不认为有键按下,而是等待20ms后,再次判断是否有键按下,若有则认为确实有键按下;若没有则认为上次的按键是误操作。
三、实验内容1.分频器设计:使用实验箱左下角的时钟频率源,编写一段Verilog程序,使led发光管,每隔1S闪烁一次。
程序设计:module clk5M_1s(clk5M,clk1s);input clk5M;output clk1s;parameter i1=4999;parameter i2=999;reg [12:0]t1,t2;reg k;reg clk1s;always @(posedge clk5M)begin //进行5000分频if(t1<=i1) t1<=t1+1'b1; else t1<=1'b0;if(t1==i1) k<=k+1'b1;endalways @(posedge k)begin //进行1000分频if(t2<=i2) t2<=t2+1'b1; else t2<=1'b0;if(t2==i2) clk1s<=clk1s+1'b1;endendmodule分析:选用的时钟频率源为5M,如果产生频率为1Hz的脉冲使led发光管每隔1s亮一次,则共需分频5000000次,因此分频次数超过内部芯片1个计数器所能承受的范围,故需用两个计数器进行两次分频,即程序中所指出的第一次5000分频,第二次1000分频。
FPGA入门系列实验教程——按键消抖控制LED亮灭
FPGA入门系列实验教程——按键消抖控制LED亮灭1.实验任务实现按键控制LED亮灭。
通过这个实验,掌握采用Verilog HDL语言编程实现按键控制LED亮灭及按键消抖方法。
2.实验环境硬件实验环境为艾米电子工作室型号EP2C8Q208C8增强版开发套件。
软件实验环境为Quartus II8.1开发软件。
3.实验原理当独立按键key1按下后,相应的LED被点亮;再次按下后,LED做翻转输出,即LED熄灭,从而实现按键控制LED亮灭。
本实验对按键进行了消抖处理。
作为机械开关的按键,操作时,机械触点的弹性及电压突跳等原因,在触点闭合或开启的瞬间会出现电压抖动,实际应用中如果不进行处理将会造成误触发。
按键去抖动的关键在于提取稳定的低电平状态,滤除前沿、后沿抖动毛刺。
按键消抖处理一般有硬件和软件两种方法。
软件消抖是检测到有触发后,延时一段时间后再检测触发状态,如果与之前检测到的状态相同,则认为有按键按下;如果没有则认为是误触发。
硬件就是加去抖电路。
4.实验程序module key_debounce(rst_n,clk,key,led);input rst_n;input clk;input key;output led;//通过降采样对key的输入做低通滤波,将其高频分量滤除,得到low_sw值reg[17:0]cnt;always@(posedge clk)if(!rst_n)cnt<=18'd0;elsecnt<=cnt+1'b1;wire sample_pulse=cnt==18'h3ffff;reg low_sw;always@(posedge clk)if(!rst_n)low_sw<=1'b1;else if(sample_pulse)low_sw<=key;//在整个low_sw(active_low)有效过程中取一个控制量作为led的控制信号//本实例中使用low_sw的下降沿reg low_sw_r;//将low_sw信号锁存一个时钟周期,延时不是真的“锁存”always@(posedge clk)low_sw_r<=low_sw;wire led_ctrl=low_sw_r&(!low_sw);reg led;always@(posedge clk or negedge rst_n)if(!rst_n)led<=1'b0;else if(led_ctrl)led<=~led;endmodule5.实验步骤(1)建立新工程项目:打开Quartus II软件,进入集成开发环境,点击File→New project wizard建立一个工程项目key_debounce。
详解MCU独立按键消抖:原因、方法统统都有
详解MCU独立按键消抖:原因、方法统统都有简单的说,进入了电子,不管是学纯模拟,还是学单片机,像DSP、ARM等处理器,或者是我们的FPGA,一般没有不用到按键的地方(按键:人机交互控制,主要用于对系统的控制,信号的释放等)。
因此在这里,FPGA上应用的按键消抖动,也不得不讲!一、为什么要消抖动在按键被按下的短暂一瞬间,由于硬件上的抖动,往往会产生几毫秒的抖动,在这时候若采集信号,势必导致误操作,甚至系统崩溃;同样,在释放按键的那一刻,硬件上会相应的产生抖动,会产生同样的后果。
因此,在模拟或者数字电路中,我们要避免在最不稳定的时候采集信号进行操作。
对此,一般产用消抖动的原理,其可分为以下三种:(1)延时(2)N次低电平计数(3)低通滤波在数字电路中,一般采用第1、2种方法(后文中将详细介绍)。
二、各种消抖动1、模拟电路按键消抖动对于模拟电路中,一般消抖动用的是电容消抖动或者施密特触发等电路,再次不做具体介绍。
图片2、单片机中按键消抖动对于单片机中的按键消抖动,本节Bingo根据自己当年写过的单片机其中的一个代码来讲解,代码如下所示:unsigned char key_sCAN(void){if(key == 0) //检测到被按下{delay(5); //延时5ms,消抖if(key != 0)retrurn 0; //是抖动,返回退出while(!key1); // 确认被按下,等下释放delay(5); //延时5ms,消抖while(!key1); //确认被释放return 1; //返回按下信号}return 0; //没信号}针对以上代码,消抖动的顺序如下所示:(1)检测到信号(2)延时5ms,消抖动(3)继续检测信号,确认是否被按下a. 是,则开始等待释放b. 否,则返回0,退出(4)延时5ms,消抖动(5)确认,返回按下信号,退出当然,在单片机中也可以循环计数来确认是否被按下。
Bingo认为如此,太耗MCU资源,因此再次不做讲述。
按键消抖的原理
按键消抖的原理引言按键消抖是电子设备中常见的一种技术处理方式,用于解决按键在按下或松开时可能出现的多次触发的问题。
本文将介绍按键消抖的原理、常见的实现方法以及应用场景。
什么是按键消抖?当我们按下或松开一个物理按键时,由于按键弹性或机械性能的原因,按键可能会在短时间内多次切换状态。
这种多次切换状态的现象被称为按键抖动。
按键消抖的目的是通过软件或硬件的方式,保证在按下或松开一个按键时,系统只识别一次按键操作,而不是多次。
按键消抖的原理按键消抖的原理是通过延时和状态稳定来处理按键信号。
通常情况下,按键的信号变化是非常快速的,因此需要通过延时来等待按键信号稳定。
延时的时间设置要根据按键的特性及使用环境而定,一般情况下,10毫秒的延时已经足够。
具体的按键消抖原理如下: 1. 监测按键状态:通过采集按键的电压信号或连接处的电流变化,检测按键的状态。
2. 检测按键抖动:将检测到的按键状态与先前的状态进行比较,判断是否出现按键抖动。
3. 延时处理:当检测到按键状态发生变化时,延时一段时间,等待按键信号稳定。
这段时间的长短要根据按键的特性和使用环境来决定。
4. 状态稳定判断:在延时过后,再次检测按键的状态,如果按键状态仍然保持稳定,则判断为有效的按键操作。
常见的按键消抖实现方法为了实现按键消抖,有多种方法可供选择,下面介绍几种常见的实现方式:软件消抖软件消抖是通过编程的方式来实现按键消抖的。
具体步骤如下: 1. 监测按键状态:在软件中定时采集按键状态。
2. 判断按键状态变化:将采集到的按键状态与先前的状态进行比较,判断是否出现按键抖动。
3. 延时处理:在检测到按键状态变化后,延时一段时间,等待按键信号稳定。
这段时间的长短要根据按键的特性和使用环境来决定。
4. 状态稳定判断:在延时过后,再次检测按键的状态,如果按键状态仍然保持稳定,则判断为有效的按键操作。
硬件消抖硬件消抖是通过电路设计来实现按键消抖的。
fpga按键消抖的原理和方法
FPGA(现场可编程门阵列)是一种可按照用户需求重新配置其硬件资源的可编程硅芯片。
在数字电路中,按键消抖 (Debounce) 是一个非常常见但重要的问题,因为机械按钮在按下和释放时会产生不稳定的信号。
为了解决这个问题,我们需要消除机械按键所产生的抖动信号。
消抖的原理是为输入信号添加处理和判断逻辑,将抖动视为一个单位的无效信号,从而过滤有问题的输入信号。
针对 FPGA,常用的按键消抖方法有以下两种:1. **计数器方法 (Counter Method)**这种方法检测按键输入是否持续一定时间内(假设我们使用n 个时钟周期)保持稳定。
如果输入持续稳定,则将其作为有效输入信号。
通过计数器实现的消抖具备可配置的消抖时间,从而适应各种不同类型的按键。
以下是计数器消抖方法的大致步骤:1. 初始化一个 n 位计数器。
2. 如果按键输入保持稳定(按下或释放),计数器增加,否则计数器清零。
3. 当计数器达到预定的阈值时,改变按键的状态(按下或释放)。
4. **移位寄存器方法 (Shift Register Method)**其实现原理是将多个连续的抖动信号视为一个有效输入,适用于按键抖动时间较短的场景。
以下是移位寄存器消抖方法的大致步骤:1. 初始化一个 n 位移位寄存器。
2. 每个时钟周期将输入信号添加到移位寄存器的低位(或高位),同时向右(或左)移动一位。
3. 当移位寄存器中所有位的值都相同(全为 0 或全为 1)时,认为信号稳定,将其视为有效输入信号。
在消抖方法的选择上,实际应用要考虑系统性能、消抖精度、按键抖动时间等因素。
简单的消抖算法可能只跟踪按键的状态改变,而更高级的算法可以检测按键被按下并保持的持续时间,从而在功能上更灵活。
如何设计按键消抖
在使用单片机搭建有人机交互的系统时需要用到键盘,因为单片机工作时间都是纳秒与毫秒级别,但是我们人体的反应时间最少要0.2秒,之间差距很大,现实过程中也会不小心碰到按键,正常的按下按键应该是持续数十秒的稳定。
一、按键电路常用的非编码键盘,每个在使用单片机搭建有人机交互的系统时需要用到键盘,因为单片机工作时间都是纳秒与毫秒级别,但是我们人体的反应时间最少要0.2秒,之间差距很大,现实过程中也会不小心碰到按键,正常的按下按键应该是持续数十秒的稳定。
一、按键电路常用的非编码键盘,每个键都是一个常开开关电路。
计数器输入脉冲最好不要直接接普通的按键开关,因为记数器的记数速度非常快,按键、触点等接触时会有多次接通和断开的现象。
我们感觉不到,可是记数器却都记录了下来。
例如,虽然只按了1下,记数器可能记了3下。
因此,使用按键的记数电路都会增加单稳态电路避免记数错误。
二、按键消抖通常的按键所用开关为机械弹性开关,当机械触点断开、闭合时,电压信号小型如下图。
由于机械触点的弹性作用,一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通,在断开时也不会一下子断开。
因而在闭合与断开的瞬间均伴随有一连串的抖动,如下图。
抖动时间的长短由按键的机械特性决定,一般为5ms~10ms。
这是一个很重要的时间参数,在很多场合都要用到。
按键稳定闭合时间的长短则是由操作人员的按键动作决定的,一般为零点几秒至数秒。
键抖动会引起一次按键被误读多次。
为确保CPU对键的一次闭合仅作一次处理,必须去除键抖动。
在键闭合稳定时读取键的状态,并且必须判别到键释放稳定后再作处理。
按键的抖动,可用硬件或软件两种方法。
三、硬件消抖在键数较少时可用硬件方法消除键抖动。
下图所示的RS触发器为常用的硬件去抖。
消抖电路如下图中两个“与非”门构成一个RS触发器。
当按键未按下时,输出为1;当键按下时,输出为0。
此时即使用按键的机械性能,使按键因弹性抖动而产生瞬时断开(抖动跳开B),中要按键不返回原始状态A,双稳态电路的状态不改变,输出保持为0,不会产生抖动的波形。
verilog按键消抖原理
verilog按键消抖原理
摘要:
1.按键消抖的原理
2.按键消抖的方法
3.基于Verilog 的按键消抖设计
4.结论
正文:
一、按键消抖的原理
按键消抖是指在按键输入过程中,由于按键机械特性和电路特性的影响,导致按键在按下或松开时,信号电平会在一段时间内发生抖动。
为了消除这种抖动,需要采用一定的方法来确认按键输入的稳定性,这就是按键消抖。
二、按键消抖的方法
常见的按键消抖方法有以下几种:
1.硬件消抖:通过硬件电路实现消抖,如使用滤波器、RC 电路等。
2.软件消抖:通过软件算法实现消抖,如使用计数器、计时器等。
3.结合硬件和软件消抖:既使用硬件电路,也使用软件算法来实现消抖。
三、基于Verilog 的按键消抖设计
基于Verilog 的按键消抖设计可以分为以下几个步骤:
1.输入信号处理:对输入的按键信号进行采样,并转化为数字信号。
2.计数器:使用计数器来统计按键信号的持续时间,以判断按键是否稳定。
3.状态判断:根据计数器的计数值来判断按键是按下还是松开。
4.输出信号处理:将判断结果输出,以控制其他电路或设备。
四、结论
按键消抖是电子设备中常见的一种技术,它可以有效地消除按键输入过程中的抖动,提高系统的稳定性和可靠性。
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verilog按键消抖原理
(原创实用版)
目录
1.按键消抖的原理
2.Verilog 实现按键消抖的方法
3.按键消抖的具体设计
4.总结
正文
一、按键消抖的原理
按键消抖是指在按键输入过程中,由于机械特性的影响,导致按键在按下或松开的瞬间会产生抖动,即电平从一个状态转换到另一个状态时,会在短时间内出现多次变化。
为了消除这种抖动,需要设计一种按键消抖电路或算法,确保输入信号的稳定性。
二、Verilog 实现按键消抖的方法
Verilog 是一种硬件描述语言,可以用来设计和验证数字电路。
在Verilog 中实现按键消抖,主要可以通过计数器和寄存器来完成。
当按键输入发生变化时,计数器清零;当按键输入稳定时,计数器累加到一定值,此时输出稳定信号。
三、按键消抖的具体设计
以下是一个基于 Verilog 的按键消抖设计示例:
```verilog
module keyjitter(clk, keyin, keyout);
input clk; // 50MHz clock in
input keyin;
output keyout;
reg [22:0] counthigh;
reg [22:0] countlow;
reg keyreg;
always @(posedge clk) begin
if (keyin == 1"b0) begin
countlow <= countlow - 1;
end else begin
countlow <= 23"h000000;
end
end
always @(posedge clk) begin
if (keyin == 1"b1) begin
counthigh <= counthigh + 1;
end else begin
counthigh <= 23"h000000;
end
end
always @(posedge clk) begin
if (counthigh == 23"h250000) begin
keyreg <= 1"b1;
end else if (countlow == 23"h250000) begin
keyreg <= 1"b0;
end else begin
keyreg <= keyreg;
end
end
endmodule
```
在这个设计中,我们使用了两个计数器,分别记录按键输入的高电平和低电平。
当按键输入发生变化时,对应电平的计数器清零;当按键输入稳定时,计数器累加到一定值(例如 250000),此时输出稳定信号。
四、总结
通过 Verilog 实现按键消抖,可以有效消除按键输入过程中的抖动,确保输入信号的稳定性。