对特权的按键消抖程序的理解

kobe1941

对特权的按键消抖程序的理解 [复制链接]

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。

 

[ 本帖最后由 kobe1941 于 2012-7-7 11:56 编辑 ]

kobe1941

我在仿真的开始模拟了按键的抖动，，就是那两个按键的脉冲，，计数器的值就没有弄波形，，这个图应该可以理解了，

eeleader

好贴，能看懂并理解别人设计思路的都是高手！

osoon2008

特权的代码太复杂了，而且延时太小，通常我是用20ms～50ms延时段

wire [2:0] key;
assign key = {sw3_n,sw2_n,sw1_n};

reg[x:0] keycnt;
reg[2:0] keystate;
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

//有一个或多个按键有效时，
if(~&key) begin
    // keystate初始值为0
    if(~|keystate) keystate <= key;
    else begin
        //  当前key如不与前次key相同，键盘抖动，计数清零
        if(keystate == key) keycnt <= keycnt + 1'b1;
        else begin
                  keycnt <= 0; keystate <= 3'b0;
          end
    end
end
else begin
     keystate <= 3'b0;
     keycnt <= 'b0;
end

// 然后检查keycnt是否大于计数值。如果大于，按键有效，计数清零

[ 本帖最后由 osoon2008 于 2012-7-20 08:09 编辑 ]

kobe1941

可否把程序全部贴出来，，你的这个我没看懂，，

osoon2008

，只是键盘消抖，key－当前的键值，keystate－前次的键值，keycnt－消抖延时计数。