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FPGA之按键消抖检测

2020-02-27 21:06发布

站内问答 / FPGA
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实现功能:按下一个按键控制led翻转,也就是按一下亮,再按一下灭。
         特权同学视频里的讲解是用了三个按键分别来控制三个led灯翻转,为了简化更容易理解我用的是一个按键控制一位led灯.然而问题简化后还是然我理解了一上午加一下午.才终于可以无误的检测按键.其实有时候就是个自己根本没有注意的问题而导致的问题。
         在特权同学的视频里面用的是边沿检测法进行消抖。总体思路就是进行一个下降沿的检测及证明有按键按下。而在按下按键的前10ms可能会检测到多次下降沿，所以有可能多次触发，当然松开按键的时候也有大约10ms的抖动时间，又会造成误触发。所以既要想办法滤除掉抖动中出现的误触发。

下面来根据程序进行分析：
module KEY(key,led,clk);

input clk,key;
//输入信号：50mhz时钟，按键输入

output led;
//输出led



         reg key_to;

always@(posedge clk)

begin

key_to<=key;

end



reg key_tt;

always@(posedge clk)

key_tt<=key_to;
//数值滞后于key_to一个时钟周期

wire key_flag=(key_tt&&(~key_to));
红 {MOD}部分代码的作用就是检测一个下降沿并保持一个时钟周期，原理如下：


Key_to:1
1
1
1
1
0
0
0
0
0（这是每个时钟周期key_to检测到得按键值）

~key_to：0
0
0
0
0
1
1
1
1
1


Key_tt:
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0(key_tt滞后于key_to一个时钟周期)

Key_flag：
1
         及当按键有一下降沿后key_flag则会置一
         reg [19:0]cnt;

always@(posedge clk)

begin

if(key_flag)cnt<=20'b0;

else cnt<=cnt+1'b1;

end



reg key_20ms;

always@(posedge clk)

begin

if(cnt==20'h7ffff)key_20ms=key;
//计时大约20ms，key_20ms得到此时按键值

end



reg key_20ms2;

always@(posedge clk)

begin

key_20ms2<=key_20ms;

end



reg d1;

wire key_sta=(key_20ms2&&(~key_20ms));
这段红 {MOD}的代码的作用就是消抖了，分析一下看它是如何起到消抖作用的：如果在key_flag不置一正常的情况下计时器计够20ms时间key_20ms就会锁定一次按键值。而在按键按下期间有抖动出现这时候key_flag就会置一，计时也会清零，所以在这抖动期间计时器会不断的清零即计时器不会计到20ms，所以key_20ms就不会锁定抖动时的按键值，而锁定的还是都抖动前的高电平。人按下按键按键时间一般都大于100ms。除去抖动的10ms时间，应该最少剩余90ms的低电平时间，这时候不存在抖动，计时器可以几斗20ms，key_20ms锁定了这个低电平，和key_flag的检测方法一样，在key_20ms有一个下降沿时，~key_20ms会和key_20ms2相与得到key_sta置一，根据这个就可以判断按键按下，在下面的代码中就可以进行led的翻转。松开的时候除去抖动key_20ms是从0到1上升沿变化的key_sta不会置一误触发。

always@(posedge clk)

begin

if(key_sta)d1=~d1;

end



assign led=d1;
endmodule
这个代码我昨天都写出来了，但是测试的时候经常在松开的时候进行误触发……让我不得其解，琢磨了今天一上午又修改了延时等等都不起作用。我就想算了，可能是按键质量不好抖动时间过长……接下来我看看这个代码生成的rtl图吧，多了解了解内部结构。就在这时我发现一个问题，如图中红 {MOD}标示的原来的值

这样根本就记不到20ms。我又看了程序，终于发现了一个细节问题：我是初学者以前没怎么注意过
if(cnt==20'h7ffff)key_20ms=key；这句语句中我把20写成5了，这才明白，这里的数据位宽表示的都是2进制的……啊，一上午啊就这个小问题导致的不稳定……
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17条回答
viatuzi
2020-02-28 02:10
大部分的时候，出的问题都是小问题。
但往往小问题是最难debug的。

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