【導(dǎo)讀】在FPGA內(nèi)實(shí)現(xiàn)按鍵消抖的方法多種多樣，但是最簡單的是采用移位寄存器的方法進(jìn)行消抖。因?yàn)橐莆患拇嫫鞯姆椒ú恍枰獙?duì)時(shí)鐘進(jìn)行分頻，也不需要進(jìn)行延時(shí)等復(fù)雜操作。本文就為大家講解這種在FPGA內(nèi)實(shí)現(xiàn)按鍵消抖的方法。
抖動(dòng)的產(chǎn)生
通常的按鍵所用開關(guān)為機(jī)械彈性開關(guān)，當(dāng)機(jī)械觸點(diǎn)斷開、閉合時(shí)，由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，一個(gè)按鍵開關(guān)在閉合時(shí)不會(huì)馬上穩(wěn)定地接通，在斷開時(shí)也不會(huì)一下子斷開。因而在閉合及斷開的瞬間均伴隨有一連串的抖動(dòng)，為了不產(chǎn)生這種現(xiàn)象而作的措施就是按鍵消抖。
抖動(dòng)時(shí)間
抖動(dòng)時(shí)間的長短由按鍵的機(jī)械特性決定，一般為5ms～10ms。這是一個(gè)很重要的時(shí)間參數(shù)，在很多場合都要用到按鍵穩(wěn)定閉合時(shí)間的長短則是由操作人員的按鍵動(dòng)作決定的，一般為零點(diǎn)幾秒至數(shù)秒。鍵抖動(dòng)會(huì)引起一次按鍵被誤讀多次。為確保FPGA對(duì)鍵的一次閉合僅作一次處理，必須去除鍵抖動(dòng)。在鍵閉合穩(wěn)定時(shí)讀取鍵的狀態(tài)，并且必須判別到鍵釋放穩(wěn)定后再作處理。
圖1 按鍵抖動(dòng)
FPGA內(nèi)實(shí)現(xiàn)消抖的方法
在FPGA內(nèi)實(shí)現(xiàn)按鍵消抖的方法多種多樣，但是最簡單的是采用移位寄存器的方法進(jìn)行消抖。因?yàn)橐莆患拇嫫鞯姆椒ú恍枰獙?duì)時(shí)鐘進(jìn)行分頻，也不需要進(jìn)行延時(shí)等復(fù)雜操作，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)按鍵邊沿的檢測。假設(shè)未按下時(shí)鍵值=1.
1、在無鍵按下時(shí)，移位寄存器samp[7:0]始終采集到高電平，即samp[7:0]=8''b1111_1111;
2、當(dāng)鍵按下時(shí)，samp[7:0]將采集到低電平，數(shù)據(jù)的變化方式為samp[7:0]=8''b1111_1110-->8''b1111_1100-->8''b1111_1000--> ........——>8''b0000_0000;samp[7:0]=8''b1111_1110即為按鍵下降沿。
3、當(dāng)松開按鍵時(shí)，samp[7:0]將重新采集到高電平，數(shù)據(jù)變化方式為samp[7:0]=8''b0000_0001-->8''b0000_0011--> ........-->8''b1111_1111;當(dāng)samp[7:0]=8''b0111_1111時(shí)，即為按鍵上升沿。
圖2 移位寄存器消抖原理圖
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參考Verilog代碼
//模塊名：EdgeDetect，邊沿檢測
//button:按鍵，無鍵按下時(shí)為高電平//clk：10M時(shí)鐘
//rst:復(fù)位按鈕，低電平有效
//rise：檢測到上升沿，高電平有效，寬度為1個(gè)clk
//fall：檢測到下降沿，高電平有效，寬度為1個(gè)clk
module EdgeDetect(
input clk,
input rst,
input button,
output reg rise,
output reg fall
);
reg[7:0] samp;//移位寄存器采集button鍵值
//移位寄存器采集button信息
always@(posedge clk or negedge rst)
begin
if(!rst)
samp<=8''b1111_1111;
else
samp<={samp[7:1],button};
end
//產(chǎn)生上升沿信息
always@(posedge clk or negedge rst)
begin
if(!rst)
rise<=1''b0;
else if(samp==8''b1111_1110)
rise<=1''b1;
else
rise<=1''b0;
end
//產(chǎn)生下降沿信息
always@(posedge clk or negedge rst)
begin
if(!rst)
fall<=1''b0;
else if(samp==8''b0111_1111)
fall<=1''b1;
else
fall<=1''b0;
end
endmodule
