03、安路SparkRoad国产FPGA测评【学习篇】按键开关控制LED

1nnocent

03、安路SparkRoad国产FPGA测评【学习篇】按键开关控制LED [复制链接]

本帖最后由 1nnocent 于 2022-7-20 23:14 编辑

安路SparkRoad开发板的第二个官方例程为五个按键控制16个LED灯珠，每个按键控制三个LED灯珠，其中一个按键需要控制四个LED灯珠，刚好16个。首先大致看了一下官方的历程，一共分为两个模块debounce（按键脉冲产生模块）、rst_n（扫描周期产生模块）。顶层文件为（buttons_led）。

首先顶层模块（buttons_led），输入端口为系统时钟（24M）、系统复位、五个按键（key）、16个LED灯珠（led）。顶层文件的输入和输出端口需要管脚约束，也就是将时钟、复位、五个按键、16个LED灯珠都对应FPGA的具体引脚。

其次是debounce（按键脉冲产生模块）：该模块首先是一个计数器cnt，每个时钟记一个数，上限为19'h75601,转换成十进制数为480770，计数到上限值时时间经过20ms。这里可以反向计算一下系统的时钟，system_clk = 1 / (20ms / 480770)=24_038_500大约为24H；其次是每20ms记录当前按键的状态（key_sec）；最后是将当前转态寄存寄存器key_sec_pre，该寄存器表示按键上一次扫描的状态，并由assign key_pulse = ~key_sec & key_sec_pre ;产生按键按下的脉冲，key_sec为按键当前状态，key_sec_pre为按键上次扫描状态，按键没有按下时为高电平，按下后为低电平，现在假设按键按下，也就是当前状态为低电平（key_sec为低），按键按下的前一个状态为高（key_sec_pre为高）所以key_pulse为高，产生按键按下脉冲。

以下为按键和LED的原理图（按键按下时为低电平，FPGA输出低电平时LED灯亮）：

再次是rst_n（扫描周期产生模块）：该模块产生FPGA控制LED灯亮灭的扫描时钟。该模块内部定义了一个4位的计数器，每技术16次产生一个扫描信号，这个扫描信号差点和按键的扫描信号混淆了，该模块的扫描时间比按键的扫描时间小，目的是用来扫描按键脉冲的变化，用来控制LED亮灭，个人认为可以直接使用系统时钟来扫描按键脉冲，控制LED亮灭，这里感觉有点多此一举。自己写的时候可以试试使用系统时钟进行扫描。

突然发现一个问题，板子好像没搞复位按键，原理图找了一遍也没发现复位按键，不懂为啥要省这个复位按键。。。

好吧，找了十分钟确实没有发现复位按键，倒是在各个历程里面发现了一个“可疑”的文件“rst.v”，看看他的代码：定义了一个4位的计数器cnt，计数满之后就没有让它重新计数了

（cnt <= cnt;），同时将rst_n置一，这就是在产生一个复位信号，相比有按键的复位唯一的缺点就是不能自己再手动复位了。这样的复位，涨知识了。。。没有复位按键的开发板，这个rst_n的作用恐怕只有一个，就是给寄存器赋初值。

module rst_n
(
	input	wire	clk,
	output	reg		rst_n
);

reg[3:0] cnt;

always@(posedge clk)
begin
	if(cnt == 4'hf)
		cnt <= cnt;
	else
		cnt <= cnt + 1'b1;
end

always@(posedge clk)
begin
	if(cnt == 4'hf)
		rst_n <= 1'b1;
	else
		rst_n <= 1'b0;
end

endmodule

【自己写的时候可以试试使用系统时钟进行扫描】前文中是我理解错了，这历程就是用的系统时钟对按键脉冲进行的扫描，没注意到“rst_n.v”里面没有让cnt_重新计数。

这按键16数据手册上说是复位按键，实际试了好像并没有复位的作用，按下之后代码功能就擦除了。亚克力板装上之后也是将这个“复位按键”盖住了，按不到。

改下功能，熟悉一下历程，功能改成五个按键，控制5个LED，以下为实现效果（背景音乐还挺合拍的，卡点很准），帖子内容不多，但还挺费时的：

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