按键软件消抖(Verilog)

kenson

基于verilog按键消抖设计

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

0 l, Q( Z8 z# d0 s" {5 }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：

http://space.ednchina.com/upload/2009/1/1/3cdd09ff-062d-4e68-85e7-697eab9c0e22.jpg

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

: H7 l' k( f5 J拿到威百仕( VibesIC )的板子后就迫不及待的开始我的学习计划，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

`timescale 1ns/1ns

module keyscan(

* Z! ?3 I8 b) ~! J% b5 v% Y% Gclk,
8 ]: ~  w/ z2 M9 {9 D( w' w

( b; T: i5 A& D7 S& M8 Nrst_n,

3 A% k( G0 A2 ^$ L: zsw1_n,

sw2_n,

" `2 ]  C7 G1 a6 p  h6 A- Psw3_n,

; `: f; w: F( M# A' p$ N//output

1 i$ D/ W4 _/ W! b: ]led_d3,

2 m7 k. T9 _& f/ k% K2 Rled_d4,

, O: ?  }; a$ v% Dled_d5

);

input
clk;
//主时钟信号，48MHz

2 U' }% s2 C" N1 X# l3 o, n9 c  H4 yinput
rst_n;
! O) r7 K; c1 n" @9 L- t4 K1 u//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

! p4 v, p, \: ^1 \. N/ q3 t, loutput
/ r5 O) X1 G) k3 ^led_d3,led_d4,led_d5;
//发光二极管，分别由按键控制

( b4 @8 S; ^3 P5 y// ---------------------------------------------------------------------------

reg [19:0]
cnt;
//计数寄存器

always @ (posedge clk
or negedge rst_n)

if (!rst_n)
//异步复位

( j, y, Y9 A$ R; _cnt <= 20'd0;

else

cnt <= cnt + 1'b1;

3 t+ U. Y+ g9 x; i, U5 Z

reg
[2:0] low_sw;

$ W" Q& F" W$ V+ ?) qalways @(posedge clk
* }9 E& z1 t  G% R6 Nor 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

+ L8 A+ J/ v& Y) I  K. I  m% Mlow_sw <= {sw3_n,sw2_n,sw1_n};

// ---------------------------------------------------------------------------

8 @4 v/ ?' a( @/ V2 V/ xreg
[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

- @. W& x- r1 ?5 K7 u9 s" oalways @ ( posedge clk
or negedge rst_n )

  y/ C& E5 I; ]- o' ^& Y' ?if (!rst_n)

, m, I& t* }; o/ }( Ulow_sw_r <= 3'b111;

else

low_sw_r <= low_sw;

1 W" }) U+ q; @
//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

3 e1 l: i4 J5 Zwire [2:0] led_ctrl = low_sw_r[2:0] & ( ~low_sw[2:0]);

5 Q  i. p$ l. t$ L  wreg d1;

reg d2;

reg d3;

always @ (posedge clk or negedge rst_n)

if (!rst_n)

begin

5 S# `5 C; K3 _1 Rd1 <= 1'b0;

+ X# G+ ?' s1 G: a% gd2 <= 1'b0;

- a: q/ f( B: R/ f. E# l# kd3 <= 1'b0;

$ C1 z6 c+ L3 g5 v+ |) Cend

, u* k" T/ z2 Z- n  relse

begin
  X) M$ w5 {9 N8 s//某个按键值变化时，LED将做亮灭翻转

" p( O( N( \- u: t# Q7 @if ( led_ctrl[0] ) d1 <= ~d1;
5 y4 K  h! Q: Q+ G2 B: O, D

. `* n& t& }+ G4 iif ( led_ctrl[1] ) d2 <= ~d2;

; G9 y/ Z1 H: H: v6 V9 M
if ( led_ctrl[2] ) d3 <= ~d3;

- c# k( r+ h( E: Q% u8 Z# uend

+ Q2 I% A, _* B' rassign led_d5 = d1 ? 1'b1 : 1'b0;
//LED翻转输出

assign led_d3 = d2 ? 1'b1 : 1'b0;

assign led_d4 = d3 ? 1'b1 : 1'b0;

endmodule

: \& Y& ^$ @; a. l也许初看起来这段代码似乎有点吃力，好多的always好多的wire啊，而我们通常用得最多的判断转移好像不是主流。的确是这样，一个好的verilog代码，用多个always语句来分摊一个大的always来执行，会使得综合起来更快，这也是接前两篇日志说到代码优化的一个值得学习的方面。其次是wire连线很多，你要是仔细研究代码，不难发现所有的锁存器的连线关系编程者都考虑到了，这样就不会平白无故的生成意想不到的寄存器了，这也是一个优秀代码的必备要素。

: r9 E: T' R& Q7 }" F" u- p上面说的是代码风格，下面就看程序的编程思想吧。前两个always语句里其实是做了一个20ms的计数，每隔20ms就会读取键值，把这个键值放到寄存器low_sw中，接下来的一个always语句就是把low_sw的值锁存到low_sw_r里，这样以来，low_sw和low_sw_r就是前后两个时钟周期里的键值了，为什么要这样呢？看下一个语句吧：

wire [2:0] led_ctrl = low_sw_r[2:0] & ( ~low_sw[2:0]);

仔细分析，你会发现当没有键按下时，low_sw=low_sw_r=3’b111，此时的led_ctrl=3’b000；只有当low_sw和low_sw_r的某一位分别为0和1时，才可能使led_ctrl的值改变（也就是把led_ctrl的某一位拉高）。那么这意味着当键值由1跳变到0时才可能把led_ctrl拉高。回顾前面的20ms赋键值，也就是说每20ms内如果出现按键被按下，那么有一个时钟周期里led_ctrl是会被拉高的，而再看后面的程序，led_ctrl的置高就使得相应的LED灯的亮灭做一次改变，这就达到了目的。

kenson

在我在Q2 编译过用MAXII 的240 只用了36个宏相当不错 还可以学到一招 希望大家都能学到！！{:3_472:}

ytiger

不错.值得学习耶.