Verilog小程序三--蜂鸣器（按键防抖实现）

为什么需要进行消抖？

按键消抖通常的按键所用开关为机械弹性开关，当机械触点断开、闭合时，由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动，为了不产生这种现象而作的措施就是按键消抖。在处理按键抖动的程序中，必须同时考虑消除闭合和断开两种情况下的抖动。所以，对于按键消抖的处理，必须按最差的情况来考虑。机械式按键的抖动次数、抖动时间、抖动波形都是随机的。不同类型的按键其最长抖动时间也有差别，抖动时间的长短和按键的机械特性有关，按键输出的信号的跳变时间(上升沿和下降沿)最大是在20ms左右。在代码中，设置的也是20ms抖动时间。也即在20ms后才判断为跳变时间点。----百度百科

代码实现

• 按键消抖模块

module key_boundce(
	input				clk,
	input 			rst_n,
	input 			key,
	
	output reg 		key_flag,
	output reg 		key_value
);
reg key_reg;
reg [19:0] cnt;//计时器，用于计时2ms时间消抖
//延时计数器
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
	if(!rst_n) begin
		key_reg <= 1'b1;//默认没有按下的时候为高电平
		cnt <= 20'd0;
	end
	else begin
		key_reg <= key;
		if( key != key_reg)//说明上一个时钟周期进行翻转了
			cnt <= 20'd1000_000;
		else begin
			if(cnt > 0)
				cnt <= cnt-1'b1;//没有翻转就递减
			else
				cnt <= 20'd0;
		end
	end
end

always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
	if(!rst_n) begin
		key_flag <= 1'b0;
		key_value <= 1'b1;
	end
	else begin
		if(cnt == 20'd1)//不取0一是保持1000000次脉冲，二是只维持一个时钟周期
		begin	
			key_value <= 1'b0;
			key_flag <= 1'b1;
		end
		else begin
			key_flag <= 1'b0;
			key_value <= key_value;//保持不变,这里说明没有翻转
		end
	end
end
endmodule 

• 按键控制模块

module beep_control(
	input clk,
	input rst_n,
	input key_value,
	input key_flag,
	output reg beep
);

always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
	if(!rst_n)
		beep <= 1'b1;//初始不蜂鸣
	else if(key_flag & (~key_value))
		beep <= ~beep;//按下时改变状态
	else 
	beep <= beep;//没有按下的时候不改变状态
end
endmodule 

• 顶层模块

module top_key_beep(
	input clk,
	input rst_n,
	input key,
	output beep
);
wire key_flag;
wire key_value;
key_boundce u_key_boundce(
	.clk			(clk),
	.rst_n		(rst_n),
	.key			(key),
	.key_flag	(key_flag),
	.key_value	(key_value)
);
beep_control u_beep_control(
	.clk				(clk),
	.rst_n			(rst_n),
	.key_value		(key_value),
	.key_flag		(key_flag),
	.beep				(beep)
);
endmodule