按键消抖基于FPGA的按键消抖模块开发

Posted 2022-07-08 fpga和matlab

1.软件版本

QUARTUSII8.1

Modelsim6.5d

2.系统源码

module tops(
            i_clk,    //100M
            i_rst,    //系统复位功能，高电平复位，如果不使用这个角，那么一直接低电平即可
            i_input1, //按键输入1
            i_input2, //按键输入2
            o_output1,//脉冲输出1
            o_output2,//脉冲输出2
            test_cnt1,//测试计数器1
            test_cnt2,//测试计数器2
            test_enable1,//测试使能信号
            test_enable2 //测试使能信号
           );
           
//100M等于10ns，所以1s中就是10_000_000个100M时钟周期
//仿真的时候，为了方便看到仿真效果，所以将10_000_000改为一个较小的值10_000           
//parameter NUM = 32'd10000000;  //实际用        
parameter NUM = 32'd100;       //仿真用     
           
           
input       i_clk;//100M为10ns
input       i_rst;
input       i_input1;
input       i_input2;

output      o_output1;
output      o_output2;         
output[31:0]test_cnt1; 
output[31:0]test_cnt2; 
output      test_enable1;
output      test_enable2;


reg      o_output1    = 1'b0;
reg      o_output2    = 1'b0;  
reg      test_enable1 = 1'b0;
reg      test_enable2 = 1'b0;
reg[31:0]cnt1         = 32'd0;
reg[31:0]cnt2         = 32'd0;


reg      flag1        = 1'b1;
reg      flag2        = 1'b1;



always @(posedge i_clk or posedge i_rst)//处理主要进程
begin
     if(i_rst)//系统复位
     begin
     test_enable1 <= 1'b0;//定义使能信号
     test_enable2 <= 1'b0;//定义使能信号 
     cnt1         <= 32'd0;  
     cnt2         <= 32'd0; 
     flag1        <= 1'b1;  
     flag2        <= 1'b1; 
     end
else begin
          if(i_input1 == 1'b0 & i_input2 == 1'b1 & flag1 == 1'b1)//按下按键1，不按按键2
          begin
               //1s钟内使能维持10_000_000个时钟周期 
               
               cnt2 <= 32'd0;
               
               if(cnt1 < NUM)//不到1s
               begin
               cnt1 <= cnt1 + 32'd1;
               test_enable1 <= 1'b1;//输出1个脉冲,//按下按钮后，持续1s钟
               test_enable2 <= 1'b0; 
               flag1        <= 1'b1;//用来屏蔽第二个按钮  
               flag2        <= 1'b0;//用来屏蔽第二个按钮                                
               end
               
               if(cnt1 == NUM)//到1s,停止输出
               begin
               cnt1 <= cnt1;               
               test_enable1 <= 1'b0;
               test_enable2 <= 1'b0;  
               flag1        <= 1'b1; 
               flag2        <= 1'b1;                              
               end               
          end
   
          
          
          if(i_input1 == 1'b1 & i_input2 == 1'b0 & flag2 == 1'b1)//按下按键2，不按按键1
          begin
               //50s钟内使能维持
               cnt1 <= 32'd0;
               
               if(cnt2 < 50*NUM)//不到50s
               begin
               cnt2 <= cnt2 + 32'd1;
               test_enable1 <= 1'b0;//输出1个脉冲,//按下按钮后，持续1s钟
               test_enable2 <= 1'b1; 
               flag1        <= 1'b0;//用来屏蔽第1个按钮  
               flag2        <= 1'b1;//用来屏蔽第1个按钮                                
               end
               
               if(cnt2 == 50*NUM)//到1s,停止输出
               begin
               cnt2 <= cnt2;               
               test_enable1 <= 1'b0;
               test_enable2 <= 1'b0;  
               flag1        <= 1'b1; 
               flag2        <= 1'b1;                              
               end              
          end
          
          
          if(i_input1 == 1'b1 & i_input2 == 1'b1)//不发生按键操作
          begin
          cnt1 <= 32'd0;
          cnt2 <= 32'd0;
          end
               
     end        
end
assign test_cnt1 = cnt1;
assign test_cnt2 = cnt2;

//下面根据是能信号，输出脉冲

//定义两个脉冲计数器
reg[31:0]pcnt1 = 32'd0;
reg[31:0]pcnt2 = 32'd0;
always @(posedge i_clk or posedge i_rst)//处理主要进程
begin
     if(i_rst)//系统复位
     begin
     pcnt1        <= 32'd0;
     pcnt2        <= 32'd0;
     o_output1    <= 1'b0;
     o_output2    <= 1'b0; 
     end
else begin
          if(test_enable1 == 1'b1)//1s内一个100ns的脉冲，即1s内发生一个10M的脉冲信号
          begin
          pcnt1 <= pcnt1 + 32'd1;
          
               if(pcnt1 < 32'd10)
               begin
               o_output1    <= 1'b1;//产生100ns的信号
               end
          else begin
               o_output1    <= 1'b0;
               end
          end
     else begin
          pcnt1        <= 32'd0;
          o_output1    <= 1'b0;    
          end
     
     
          if(test_enable2 == 1'b1)//50s内50个100ns的脉冲，即1s内发生一个10M的脉冲信号
          begin
          
               if(pcnt2 == NUM-1)
               begin
               pcnt2 <= 32'd0;
               end
          else begin
               pcnt2 <= pcnt2 + 32'd1;
               end     
          
          
               if(pcnt2 < 32'd10)
               begin
               o_output2    <= 1'b1;//产生100ns的信号
               end
          else begin
               o_output2    <= 1'b0;
               end
          end
     else begin
          pcnt2        <= 32'd0;
          o_output2    <= 1'b0;    
          end     

     end        
end
       
endmodule           

3.仿真结论

QII自带仿真说明：

我们将波形进行局部放大：

第一部分，可以看到input1为高，input2为低，说明2按下了，所以output2产生连续的50个脉冲。

第二部分，input1为低，第一个按键按下了，所以只产生一个高电平信号

第三部分，还是第一个按钮被按下了，所以只产生一个脉冲。

Modelsim仿真说明：

我们将仿真进行局部放大：

按键一按下：

按键二被按下;

还是按键二被按下。

A35-09