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勇敢的芯伴你玩轉Altera FPGA連載59：按鍵消抖與LED開(kāi)關(guān)實(shí)例 特權同學(xué)，版權所有 配套例程和更多資料下載鏈接： http://pan.baidu.com/s/1i5LMUUD 
除了前面所論及的按鍵消抖處理，該實(shí)驗還需要用到LED指示燈進(jìn)行按鍵狀態(tài)的指示。該實(shí)驗要實(shí)現一個(gè)獨立按鍵控制一個(gè)發(fā)光二極管亮暗狀態(tài)翻轉。上電初始，發(fā)光二極管不亮，當某一個(gè)按鍵被按下后（即鍵值為0），發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，當按鍵再次被按下時(shí)，發(fā)光二極管則又滅了，按鍵控制發(fā)光二級管如此反復的進(jìn)行亮暗變化。 本實(shí)例代碼如下。 module cy4( input ext_clk_25m, //外部輸入25MHz時(shí)鐘信號 input ext_rst_n, //外部輸入復位信號，低電平有效 input[3:0] key_v,//4個(gè)獨立按鍵輸入，未按下為高電平，按下后為低電平 output reg[7:0] led //8個(gè)LED指示燈接口 ); //------------------------------------- //按鍵抖動(dòng)判斷邏輯 wire key; //所有按鍵值相與的結果，用于按鍵觸發(fā)判斷 reg[3:0] keyr; //按鍵值key的緩存寄存器 assign key = key_v[0] & key_v[1] & key_v[2] & key_v[3]; always @(posedge ext_clk_25m or negedge ext_rst_n) if (!ext_rst_n) keyr <=4'b1111; else keyr <= {keyr[2:0],key}; wire key_neg = ~keyr[2] & keyr[3]; //有按鍵被按下 wire key_pos = keyr[2] & ~keyr[3]; //有按鍵被釋放 //------------------------------------- //定時(shí)計數邏輯，用于對按鍵的消抖判斷 reg[19:0] cnt; //按鍵消抖定時(shí)計數器 always @ (posedge ext_clk_25m or negedge ext_rst_n) if (!ext_rst_n) cnt <= 20'd0; else if(key_pos || key_neg) cnt<= 20'd0; else if(cnt < 20'd999_999) cnt<= cnt + 1'b1; else cnt <= 20'd0; reg[3:0] key_value[1:0]; //定時(shí)采集按鍵值 always @(posedge ext_clk_25m or negedge ext_rst_n) if (!ext_rst_n) begin key_value[0] <= 4'b1111; key_value[1] <= 4'b1111; end else begin key_value[1] <=key_value[0]; if(cnt == 20'd999_999)key_value[0] <= key_v; //定時(shí)鍵值采集 else ; end wire[3:0] key_press = key_value[1] & ~key_value[0]; //消抖后按鍵值變化標志位 //------------------------------------- //LED切換控制 always @ (posedge ext_clk_25m or negedge ext_rst_n) if (!ext_rst_n) led <= 8'hff; else if(key_press[0]) led[0]<= ~led[0]; else if(key_press[1]) led[1] <=~led[1]; else if(key_press[2]) led[2] <=~led[2]; else if(key_press[3]) led[3] <=~led[3]; else ; endmodule 這段代碼的前提是，所有4個(gè)獨立按鍵，在任意一個(gè)按鍵被按下和釋放期間，不會(huì )有其它按鍵也被按下或釋放。在通常的應用中，一定也是符合這個(gè)假設的場(chǎng)景。 我們處理消抖的邏輯是這樣的：首先將所有按鍵輸入信號做“邏輯與”操作，得到信號key。信號key的值鎖存4拍分別存儲到寄存器keyr[0]、keyr[1]、keyr[2]和keyr[3]中（此時(shí)的采樣頻率和基準時(shí)鐘一致，為25MHz），通過(guò)keyr[2]和keyr[3]這兩個(gè)寄存器獲得key信號的上升沿標志位key_pos和下降沿標志位key_neg。key_pos和key_neg的獲得過(guò)程分別如圖8.13和圖8.14所示，這是很典型的“脈沖邊沿檢測法”，后續很多代碼中我們都會(huì )用到這個(gè)邏輯。
圖8.13 上升沿脈沖檢測波形
圖8.14 下降沿脈沖檢測波形 計數器cnt在key_pos和key_neg有效拉高時(shí)，都會(huì )清零重新開(kāi)始計數，計數器cnt的最大計數值為40ms，若在某個(gè)固定時(shí)間內按鍵有抖動(dòng)（這個(gè)抖動(dòng)通常不會(huì )大于40ms，這是經(jīng)驗值），那么這段時(shí)間內計數器cnt會(huì )頻繁的清0，cnt的計數值就不會(huì )計數到最大值。一旦cnt計數到最大值，我們就會(huì )對當前所有的按鍵值做一次鎖存，鎖存到4位寄存器key_value[0]中（即這個(gè)鎖存操作的采樣率是40ms為周期的，若按鍵的抖動(dòng)小于40ms，那么采樣的按鍵值是不會(huì )變化的，那么就達到了消除抖動(dòng)的目的）。隨后，以系統時(shí)鐘節拍下，key_value[1]會(huì )鎖存key_value[0]的值。當按鍵按下操作，產(chǎn)生按鍵值的下降沿變化，那么key_press就會(huì )獲得一個(gè)時(shí)鐘周期高脈沖的鍵值指示信號，通過(guò)這個(gè)鍵值指示信號，我們就可以對LED的翻轉做相應處理。 |
