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。
代码部分`timescale 1ns / 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module sw_debounce(clk,rst_n,sw1_n,sw2_n,sw3_n,led_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 <= 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low_sw信号锁存到low_sw_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[19:0] cnt; //计数寄存器always @ (posedge clk or negedge rst_n)if (!rst_n) cnt <= 20'd0; //异步复位else if(key_an) cnt <=20'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 == 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 @ ( 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) begind1 <= 1'b0;d2 <= 1'b0;d3 <= 1'b0;endelse 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;endassign led_d3 = d1 ? 1'b1 : 1'b0; //LED翻转输出assign led_d2 = d2 ? 1'b1 : 1'b0;assign led_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module ex3(clk,rst_n,sw1_n,sw2_n,sw3_n,led_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 <= 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low_sw信号锁存到low_sw_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[19:0] cnt; //计数寄存器always @ (posedge clk or negedge rst_n)if (!rst_n) cnt <= 20'd0; //异步复位else if(key_an) cnt <=20'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 == 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 @ ( 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[19:0] cnt1; //计数寄存器always @ (posedge clk or negedge rst_n)if (!rst_n) cnt1<= 20'd0; //异步复位else if(led_ctrl) cnt1 <=20'd0;else cnt1 <= cnt1 + 1'b1;reg[2:0] low_sw1;always @(posedge clk or negedge rst_n)if (!rst_n) low_sw1 <= 3'b111;else if (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 @ ( posedge clk or negedge rst_n )if (!rst_n) low_sw1_r <= 3'b111;else low_sw1_r <= low_sw1;wire[2:0] led_ctrl1 = low_sw1_r[2:0] & ( ~low_sw1[2:0]); reg d1;reg d2;reg d3;always @ (posedge clk or negedge rst_n)if (!rst_n) begind1 <= 1'b0;d2 <= 1'b0;d3 <= 1'b0;endelse begin //某个按键值变化时,LED将做亮灭翻转 if ( led_ctrl1[0] ) d1 <= ~d1;if ( led_ctrl1[1] ) d2 <= ~d2;if ( led_ctrl1[2] ) d3 <= ~d3;endassign led_d3 = d1 ? 1'b1 : 1'b0; //LED翻转输出assign led_d2 = d2 ? 1'b1 : 1'b0;assign led_d1 = d3 ? 1'b1 : 1'b0;endmodule综合后的电路。