FPGA开拓者学习 蜂鸣器实验 难度易

Posted 2021-03-17 fanxiaohao

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蜂鸣器分无源和有源蜂鸣器 

信号名    FPGA管脚

CLK       E1

RESET M1

KEY0   E16

BEEP   D12

 

一、按键消抖

 

 在按键按下时会产生延时  因此我们需要进行消抖，像在51单片机中我们是通过延时函数进行消抖，其两者的原理也大致相同

产生20ms 的方法

 

二、顶层模块原理图

首先顶层模块例化了两个模块 key_debounce  和beep_control 

 

这其中涉及到了数电知识

从图中有三个输入端 和一个输出端

代码分为三个模块

key_debounce.v

module key_debounce(
input sys_clk, //外部时钟
input sys_rst_n, //外部复位信号，低有效
input key,

output reg key_flage,//按键数据有效信号
output reg key_value //按键消抖

);
reg [19:0] delay_cnt; //延时计数器
reg key_reg;

//延时计数器的功能
always @(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)begin
if(!sys_rst_n)begin //如果复位信号为低电平时
key_reg <= 1‘b1; //给这个key_reg赋初值,为什么1，因为按键没有按下时是高电平,因此要保持按键状态是1
delay_cnt <=20‘d0;
end
else begin //复位结束后,把key的值寄存到key_reg里面去
key_reg <= key;
if(key!= key_reg)//一旦key发生改变，我们需要给delay_cnt赋初值
delay_cnt <= 20‘d1000_000;
else begin //说明key的值不变,计数器递减
if(delay_cnt > 20‘d0)
delay_cnt <= delay_cnt - 1‘b1;
else
delay_cnt <= 20‘d0;
end
end
end

//在延时计数器写完之后，接下来我们需要判断计数器的值，来输出我们按键消抖之后的结果
//此为按键消抖模块
always @(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n )begin
if(!sys_rst_n)begin
key_value <= 1‘b1;
key_flage <= 1‘b0;
end
else begin
if(delay_cnt == 20‘d1)begin //当计数器递减到1时，说明按键稳定状态维持了20ms
key_flage <= 1‘b1; //此时消抖过程结束，给出一个时钟周期的标志信号
key_value <= key; //并寄存此时按键的值
end
else begin
key_flage <= 1‘b0; //将标志信号拉低
key_value <= key_value;//保持值不变
end
end
end
endmodule

 延时20ms 就是20*10的6次方nm，系统时钟为50MHz,就是说时钟周期为20nm，20mm÷20nm = 10的六次方,从计算器可以看到十进制数对应的二进制数的位宽为20

因此定义成[19:0]  delay_cnt 计数器 表示计数器的位宽为20位。

接下来是蜂鸣器模块

module beep_control(
       input sys_clk,   //外部时钟
     input sys_rst_n, //外部复位信号，低有效
     
     output reg key_flage,//按键数据有效信号
     output reg key_value, //按键消抖
     output reg beep

);
always @(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n )begin 
       if(!sys_rst_n)
        beep <= 1‘b1;
     else 
        if(key_flage & (~key_value))   // 如果判断flag为1，那么消抖结束于此同时还要判断value的值
           beep <= ~beep;
        else 
           beep <= beep;
             
        
     end

endmodule 

最后是顶层文件

module top_key_beep(
      input        sys_clk,       //时钟信号50Mhz
      input        sys_rst_n,     //复位信号
      
      input        key,           //按键信号       
      output       beep           //蜂鸣器控制信号
      );
      
//wire define
//线网类型变量
wire key_value;
wire key_flage;

//*****************************************************
//**                    main code
//*****************************************************

//例化按键消抖模块
key_debounce u_key_debounce(
    .sys_clk        (sys_clk),
    .sys_rst_n      (sys_rst_n),
    
    .key            (key),
    .key_flage      (key_flage),
    .key_value      (key_value)
    );
  
//蜂鸣器控制模块
beep_control u_beep_control(
    .sys_clk        (sys_clk), 
    .sys_rst_n      (sys_rst_n),
    
    .key_flage      (key_flage),      
    .key_value      (key_value),
    .beep           (beep)
    );
    
endmodule 

 

拓展实验

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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