按键消抖实验.docx
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按键消抖实验
基于verilog按键消抖设计
Aaronmalone
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
`timescale1ns/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
modulesw_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@（posedgeclk ornegedgerst_n）
if（!
rst_n）key_rst<=3'b111;
elsekey_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@（posedgeclk ornegedgerst_n）
if（!
rst_n）key_rst_r<=3'b111;
elsekey_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@（posedgeclk ornegedgerst_n）
if（!
rst_n）cnt<=20'd0;//异步复位
elseif（key_an）cnt<=20'd0;
elsecnt<=cnt+1'b1;
reg[2:
0]low_sw;
always@（posedgeclk ornegedgerst_n）
if（!
rst_n）low_sw<=3'b111;
elseif（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@（posedgeclk ornegedgerst_n）
if（!
rst_n）low_sw_r<=3'b111;
elselow_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]）;
regd1;
regd2;
regd3;
always@（posedgeclkornegedgerst_n）
if（!
rst_n）begin
d1<=1'b0;
d2<=1'b0;
d3<=1'b0;
end
elsebegin//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
assignled_d3=d1?
1'b1:
1'b0;//LED翻转输出
assignled_d2=d2?
1'b1:
1'b0;
assignled_d1=d3?
1'b1:
1'b0;
endmodule
综合的电路
经过两次20ms的采样后判定为键盘按下。
代码
moduleex3（
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@（posedgeclk ornegedgerst_n）
if（!
rst_n）key_rst<=3'b111;
elsekey_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@（posedgeclk ornegedgerst_n）
if（!
rst_n）key_rst_r<=3'b111;
elsekey_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@（posedgeclk ornegedgerst_n）
if（!
rst_n）cnt<=20'd0;//异步复位
elseif（key_an）cnt<=20'd0;
elsecnt<=cnt+1'b1;
reg[2:
0]low_sw;
always@（posedgeclk ornegedgerst_n）
if（!
rst_n）low_sw<=3'b111;
elseif（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@（posedgeclk ornegedgerst_n）
if（!
rst_n）low_sw_r<=3'b111;
elselow_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[19:
0] cnt1;//计数寄存器
always@（posedgeclk ornegedgerst_n）
if（!
rst_n）cnt1<=20'd0;//异步复位
elseif（led_ctrl）cnt1<=20'd0;
elsecnt1<=cnt1+1'b1;
reg[2:
0]low_sw1;
always@（posedgeclk ornegedgerst_n）
if（!
rst_n）low_sw1<=3'b111;
elseif（cnt1==20'hfffff）//满20ms，将按键值锁存到寄存器low_sw中cnt==20'hfffff
low_sw1<={sw3_n,sw2_n,sw1_n};
reg [2:
0]low_sw1_r; //每个时钟周期的上升沿将low_sw信号锁存到low_sw_r中
always@（posedgeclk ornegedgerst_n）
if（!
rst_n）low_sw1_r<=3'b111;
elselow_sw1_r<=low_sw1;
wire[2:
0]led_ctrl1=low_sw1_r[2:
0]&（~low_sw1[2:
0]）;
regd1;
regd2;
regd3;
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