FPGA项目（3）--按键消抖

        机械按键是平时做设计的时候很常见的电子元件，但是，不管是应用在单片机的场合还是FPGA的场合，这种按键出来的信号如果不加任何的处理，是无法被单片机/FPGA直接使用的。下面看一个波形图：

        key_in是没有经过处理的按键按下后的原始信号，不加处理的话，就会导致单片机误认为按键被按下了很多次，对于FPGA而言，FPGA在50M高速时钟的驱动下，它会认为按键被按下了n多次！！！

        所以要对按键进行消抖处理。FPGA按键消抖的基本思路是：使用一个计数器，记录按键按下的时间。如果按键在规定的时间内一直处于按下的状态，那么就在计数器计数值要满的时候，将按键输出信号标记为1，输出一个周期的高电平，表示已经读取到按键被按下了。

        下面再给一个波形图用于说明：

         

 

        这里的cnt_20ms就是用于记录按键按下的持续时间的。在50M时钟的驱动下，计数器从0记录到999999，说明时间已经过去了20ms。也就是说，只要按键按下的时间持续了20ms，就认为本次按键按下有效。上图中，在计数器记录到999998时，key_flag（按键消抖后输出的信号，后续模块如果要读取按键的话，就是读取这个信号）就输出1，并且在计数到999999时，只要按键不松手，计数值就一直维持在999999不改变，这样可以避免多次重复触发。

       下面给出设计的代码：

        

module key_filter
#(parameter WIDTH = 20'd99)		//因为是仿真，所以该值要小一点。如果是下载到实物上，这个值就改为999_999
(
input			sys_clk,sys_rest,key_in,
output	 reg 	key_flag
);

reg[19:0]	CNT_20MS;

always @(posedge sys_clk or negedge sys_rest) begin
	if(!sys_rest)
		CNT_20MS<=20'd0;
	else if(key_in==1'b1)				//按键未按下为1   按下为0
		CNT_20MS<=20'd0;
	else if(CNT_20MS==WIDTH)
		CNT_20MS<=WIDTH;
	else
		CNT_20MS<=CNT_20MS+1;
end

always @(posedge sys_clk or negedge sys_rest) begin
	if(!sys_rest)
		key_flag<=1'b0;
	else if(CNT_20MS==WIDTH-1)
		key_flag<=1'b1;
	else
		key_flag<=1'b0;
end

endmodule

        下面看该模块的仿真图：

        

         因为是仿真，所以将计数器记录的最大值改为了99，从仿真图确实可以看出，当按键按下后，时钟过了99个周期时，key_flag确实输出了一个周期的高电平。