优秀滤波算法应用

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优秀滤波算法应用

       我们平常所用的按键为机械弹性开关，由于触点的弹性作用，按键在闭合时不会马上稳定的接通，而是有一段时间的抖动，在断开时也不会立即断开。抖动时间由按键的机械特性所决定，一般为5ms~10ms。所以我们在做按键检测时都要加一个消抖的过程。按键消抖主要有两种方案：一是硬件消抖；二是软件消抖。下面结合一个例程来看看老外是如何实现软件消抖的。

entity top is
    Port ( btn_0 : in  STD_LOGIC;
1 B" r3 q) T/ K1 {, E           clk : in  STD_LOGIC;
4 k' u2 @: ~! q           led : out  STD_LOGIC);
: y7 j( [/ \3 i0 Pend top;

architecture Behavioral of top is
+ h/ C) ]& G3 uconstant CNTR_MAX : std_logic_vector(15 downto 0) := (others => '1');
signal btn0_cntr : std_logic_vector(15 downto 0) := (others => '0');
signal led_r : std_logic := '0';
signal btn0_reg : std_logic := '0';
% w( `6 f2 _2 u: h: Jbegin
btn0_debounce_process : process (CLK)
begin
) m3 j: N) a. \ if (rising_edge(CLK)) then
  if (btn0_cntr = CNTR_MAX) then
. |' e& h+ T# I+ n. {   btn0_reg <= not(btn0_reg);
( B: f3 K$ y- g1 O; l, n/ [  end if;
% F& C* T! v9 `7 z) c end if;
$ ~: |/ \- D0 `% E& Cend process;
btn0_counter_process : process (CLK)
begin
; Y& l$ }9 O+ S0 L if (rising_edge(CLK)) then
  if ((btn0_reg = '1') xor (btn_0 = '1')) then
0 Y+ I( N' U6 J& h5 ?% \   if (btn0_cntr = CNTR_MAX) then
! K* A; I+ j! B; M+ x' [3 h    btn0_cntr <= (others => '0');
# r5 r: X" H$ J$ n# R   else
0 ?  l% Y1 Q/ P3 t$ S+ r- i$ x    btn0_cntr <= btn0_cntr + 1;
   end if;
. ]: m1 s, F0 U; c: M% T: F  else
. U. y, m: A7 p4 ]$ @' p   btn0_cntr <= (others => '0');
: ?8 h- Z4 _% l; E! F  end if;
. O9 P( U3 ~% O) }5 I end if;
, H  x4 I  b& V, b4 }2 ], Tend process;
) T6 @0 I/ a% ?  O1 }& @/ B1 ~process(btn0_reg)
* K$ F- S8 R, n/ gbegin
if rising_edge(btn0_reg) then
  led_r <= not (led_r);
' t+ _0 e" @6 {# c4 T end if;
end process;
led <= led_r;
( e7 G' z5 X: q4 r9 uend Behavioral;
' X' I; \) \5 N0 G$ y/ R       一般人的做法是：当第一次检测到按键被按下后，执行一个延时程序，产生一个5ms~10ms的延时程序，然后再一次检测按键的状态，如果仍保持按键闭合状态电平，则认为确实有按键按下。这种办法不失为一种不错的解决方案，但是不同按键的机械特性不同，就算是同一型号按键机械特性或多或少也会有所不同，这样一来，延时时间不好确定。而上面的这段代码很好的解决了这一问题，下面我们来具体分析一下。当有按键按下
6 E6 Y) [3 S- \$ K0 A' z即btn_0 = '1'，计数器启动开始计数，并且不断检测按键的状态。如果是抖动，计数器会被清零；如果按键闭合状态时的电平保持一段时间不发生变化，我们就认为当前有按键按下。同理，按键释放时也会执行类似的过程。按上述分析，我们会得到如下结论：btn0_reg出现上升沿代表有按键按下。上述例程的实验现象是：随着按键的按下LED交替点亮熄灭。
: o; c) x7 J0 B/ P$ f+ N# y7 T2 ~  X2 r

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