特权的按键消抖的理解

Taio · 发表于 2019-5-17 07:00

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特权的按键消抖的理解

昨天上午看的视频，特权的按键消抖，想了好久，到现在终于弄明白了，下面是我理解的方式：
先上他的程序：

module key_led(clk,rst_n,sw1_n,sw2_n,sw3_n,
   led_d3,led_d4,led_d5,
Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6
);
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_d3,led_d4,led_d5; //发光二极管，分别由按键控制
output  Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6;
reg[2:0] key_rst;
always @(posedge clk  or negedge rst_n)
if (!rst_n) key_rst <= 3'b111;
else key_rst <= {sw3_n,sw2_n,sw1_n};
reg[2:0] key_rst_r;    //每个时钟周期的上升沿将key_rst信号锁存到key_rst_r
中
always @ ( posedge clk  or negedge rst_n )
if (!rst_n) key_rst_r <= 3'b111;
else key_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[2:0]  cnt; //计数寄存器
always @ (posedge clk  or negedge rst_n)
if (!rst_n) cnt <= 3'd0; //异步复位
else if(key_an) cnt <=3'd0;
else cnt <= cnt + 1'b1;
reg[2:0] low_sw;
always @(posedge clk  or negedge rst_n)
if (!rst_n) low_sw <= 3'b111;
else if (cnt == 3'd5)  //满60ns，将按键值锁存到寄存器low_sw中
begin
low_sw <= {sw3_n,sw2_n,sw1_n};
end
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 @ ( posedge clk  or negedge rst_n )
if (!rst_n) low_sw_r <= 3'b111;
else low_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 d1;
reg d2;
reg d3;
always @ (posedge clk or negedge rst_n)
if (!rst_n) begin
      d1 <= 1'b0;
      d2 <= 1'b0;
      d3 <= 1'b0;
   end
else begin  //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
assign led_d3 = d1 ? 1'b1 : 1'b0;  //LED翻转输出
assign led_d4 = d2 ? 1'b1 : 1'b0;
assign led_d5 = d3 ? 1'b1 : 1'b0;
assign Q1=key_rst;
assign Q2=key_rst_r;
assign Q3=key_an;
assign Q4=low_sw;
assign Q5=low_sw_r;
assign Q6=led_ctrl;
endmodule

个人刚开始看这个程序，只是觉得FPGA太复杂了，一个按键消抖而已，，程序写的好复杂，寄存器也用掉了不少，不过这也是没办法的事，入正题，
他的思路其实就是按键那边每来一个下降沿，有一个寄存器的值key_an就会保持一个时钟脉冲的高电平，并且这个高电平用于给延时计数器的计数清零，这种方法的好处就在于毛刺全部消失后，就是按键按下去稳定后计数器才开始计数，比较可靠，之后计数器计数到设定好时间后，判断此时的按键是否按下，若按键值为0（按键一直保持按下状态，没有抖动），则把按键值存入一个寄存器low_sw，这个寄存器之前是一直保持为1的，所以这个时候也会有一个下降沿发生，同样的道理可以让led_ctrl产生一个时钟的高电平，在下一个时钟到来时用于控制led灯翻转。这种延时思路跟单片机是一样的，只是实现起来更复杂一些，同时也避免了用单片机做的时候的一个BUG，如果用单片机检测的话，万一在延时完毕判断按键值的时候按键抖动到了低电平，就有可能出现误判断误操作，但是FPGA则不会，因为按键每来一个下降沿计数器的值都会清0，一个抖动是不可能持续太长时间的低电平的，所以不会误触发。
下面上一个仿真的图用于说明具体的时序，很直观，但是我的程序里为了仿真方便，计数器的值为5，而且只仿真了其中一个按键，大家将就着凑合吧，欢迎拍砖。

relchhiclty · 发表于 2019-5-17 17:16

谢谢分享

dqwuf2008 · 发表于 2019-5-18 11:25

学习了

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