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1.前言
2.回顾之前的设计
3.基于读者思路的设计
4.ModelSim仿真 1.前言 昨天分享的关于FPGA对机械按键消抖的设计#xff0c;有读者指出了其中的不足#xff0c;并给出了他的思路。今天就读者的设计思路#xff0c;来再做一个按键消抖模块。这个程序大概是大学的时…目录
1.前言
2.回顾之前的设计
3.基于读者思路的设计
4.ModelSim仿真 1.前言 昨天分享的关于FPGA对机械按键消抖的设计有读者指出了其中的不足并给出了他的思路。今天就读者的设计思路来再做一个按键消抖模块。这个程序大概是大学的时候写的当时才开始学没考虑那么多。现在开始写博客才陆续把以前写过的东西翻出来、分享。首先感谢这位读者给我提出意见学习的时候就是要多互相交流才能进步。大家对文章有问题欢迎来和我讨论。 2.回顾之前的设计 之前的按键消抖模块链接 之前的设计思路是在检测到按键稳定时延迟20ms再进行采样然后得到稳定的按键信号。但是有读者说了这样处理按下去至少20ms才会生效对于年轻人来说可能会明显的感觉到延迟这样设计似乎更适合老年人哈哈哈哈。不过该方法的一个好处就是获取的按键值是稳定后的可以避免一些误触或者由于抖动之类的导致按键闭合影响判断。
之前设计的消抖模块如下图所示如果把延迟时间设置为5ms一方面迟滞感就不会那么强另一方面按键也还是稳定了一段时间才进行采样避免了亚稳态。具体延迟时间可能要根据需求去设置思路是这么个思路。 按键消抖过程
3.基于读者思路的设计
(1)在检测到按键按下时按键即刻生效输出一个时钟高电平脉冲。 (2)按键生效时设置一个标志位;并开始计时20ms (3)在计时没有完成之前对按键作输入无效处理。 (4)计时结束更改标志位状态按键输入重新有效。 代码如下
timescale 1ns / 1ps
module key_debounce #(parameter DELAY_CNT d1_000_000)//50M时钟时的20ms计数值
( //防抖模块端口声明input clk ,//50Minput rst_n ,input key , //定义按键输入output key_out //定义按键输出
);wire key_edge_pluse ;
wire [$clog2(DELAY_CNT) - 1:0] cnt ;
wire cnt_last ;
reg key_flag ;edge_detection #(.POSEDGE(1b0))
u_edge_detection (.clk (clk ), .edge_din (key ),.edge_pluse (key_edge_pluse )
);assign key_out key_edge_pluse ~key_flag;always (posedge clk or negedge rst_n) beginif (!rst_n) key_flag 1b0;else if(key_edge_pluse)key_flag 1b1;//检测到按键按下后在计数结束前后续按键值无效else if(cnt_last)key_flag 1b0;
endcounter #(.CNT_NUM(DELAY_CNT),.ADD(1b1))
u_counter(.clk (clk ), .rst_n (rst_n ),.En_cnt (key_flag ), .cnt (cnt ), .cnt_last (cnt_last )
);
endmodule
其中使用到的计数器模块和边沿检测请参考之前的设计。FPGA搭积木之计数器FPGA搭积木之边沿检测电路
4.ModelSim仿真
timescale 1ns / 1ps
module key_debounce_tb;
parameter T 20;
reg clk ;
reg rst_n ;
reg key ;
wire key_out ;key_debounce #(.DELAY_CNT(d2_0))//为了减小仿真时间将延时减小
u_key_debounce(
.clk (clk ),
.rst_n (rst_n ),
.key (key ),
.key_out(key_out)
);always #(T/2) clk ~clk;initial beginclk 1b0;rst_n 1b0;key 1b1;#(10*T)rst_n 1b1;//模拟按键抖动实际只有一次按键输入#(T)key 1b0;#(T)key 1b1;#(T)key 1b0;#(3*T)key 1b1;#(T)key 1b0;#(5*T)key 1b1;#(T)key 1b0;#(T)key 1b1;//模拟第二次按键抖动#(20*T)key 1b0;#(T)key 1b1;#(2*T)key 1b0;#(T)key 1b1;#(T)key 1b0;#(5*T)key 1b1;#(T)key 1b0;#(T)key 1b1;end
endmodule
为了减小仿真时间例化按键消抖模块时将延时计数器值改小方便验证逻辑。然后模拟两次按键输入。 仿真
从仿真波形可以看到只输出了两次按键值。 将设计参数化放入自己的代码库供有需要时直接使用。相比于官方提供的封闭的IP核自己设计的IP核虽然性能比不过但是更灵活方便进行个性化修改。FPGA其实就像搭积木一样只要自己的代码库够丰富设计只会越来越轻松 此合集持续分享一些笔者自己设计的可复用硬件模块FPGA搭积木
