几乎没有哪一个体系没有输入输出设备，大到显示器，小到led灯，轻触按键。作为一个体系，要想安稳的作业，输入输出设备的功用占了很重要的人物。本试验，小梅哥就经过一个独立按键的检测验验，来正式步入根本外设驱动开发的大门。
一、 试验意图
完结4个独立按键的颤动检测验验，并经过4个独立按键操控4个led灯亮灭状况的翻转。
二、 试验原理
实践体系中常用的按键大部分都是轻触式按键，如图2-1所示。该按键内部由一个弹簧片和两个固定触点组成，当弹簧片被按下，则两个固定触点接通，按键闭合。弹簧片松开，两个触点断开，按键也就断开了。依据这种按键的机械特性，在按键按下时，会先有一段时刻的不安稳期，在这期间，两个触点时而接通，时而断开，咱们称之为颤动，当按键大约按下20ms后，两个触点才干处于安稳的闭合状况，按键松开时和闭合时状况相似。而咱们的FPGA作业在很高的频率，按键接通或断开时任何一点小的颤动都能容易的捕捉到，假如不加区分的将每一次闭合或断开都作为一次按键事情，那么必然一次按键动作会被FPGA识别为很屡次按键操作，然后导致体系作业安稳性下降。
图2-1 轻触按键实物图
一次按键动作的大致波形如下图所示：
因而，咱们所需求做的作业，便是滤除按键按下和开释时各存在的20ms的不安稳波形
三、 硬件规划
独立按键归于一种输入设备，其与FPGA衔接的IO口被接上了10K的上拉电阻，在按键没有按下时，FPGA会检测到高电平；当按键按下后，FPGA的IO口上则将出现低电平。因而，按键检测的本质便是读取FPGA的IO上的电平。
图3-1 独立按键典型电路
四、 架构规划
本试验由一共四个模块组成，分别为LED驱动模块、独立按键检测模块、操控模块和顶层模块，其架构如下：
图4-1 led试验模块安排结构图
由图可知本试验有n个输出端口，对应驱动了n个led灯。n+2个输入端口，对应了n个按键输入和一个时钟输入以及一个复位输入。具体端口名及其含义如下
表4-1 独立按键检测验验端口阐明
由于存在模块间的衔接，因而有部分内部信号，下表为内部信号的称号和功用阐明
表4-2 独立按键检测验验内部信号阐明
五、 代码安排方法
本试验中，按键检测部分用到了状况机，该状况机包含两个状况：按下消抖状况和开释消抖状况，具体内容将在要害代码中进行解说，此处不做详尽评论。
试验中还规划了一个操控器，该操控器首要进行按键事情与LED灯状况的操控，经过读取按键值，并依据按键信息翻转对应的LED的亮灭状况。这部分内容由于篇幅原因，不在文档中写出，请直接参看附件源代码即可。
LED的驱动选用试验一的模块，因而这儿不进行过多的剖析介绍。
六、 要害代码解读
以下为按键电平改变的检测代码，经过存储前一次时钟上升沿时的按键状况和当时时钟上升沿时的按键状况，并比较两次状况是否相同，即可获悉是否有按键按下。
以下为按键颤动检测的代码，选用状况机的方法编写，一共有两个状况，按下消抖为状况0，开释消抖为状况1。具体的消抖流程代码中的注释现已写的比较清楚，但假如悉数用文字解说出来仍是有必定的复杂性。这也是实地解说和网上文档的一点点距离吧，期望我后期的视频里边能讲清楚。其实颤动消除的中心思路便是对按键状况的改变进行计时，若两次电平改变之间时刻小于20ms，则视为颤动，若低电平安稳时刻超越20ms，则标明检测到了安稳的按键状况。开释时的消抖进程与按下时的消抖进程相似。
七、测验渠道规划
本试验首要对按键检测的成果进行调查和剖析，经过仿真，验证规划的正确性和合理性。按键消抖模块的testbench的代码如下：
testben中使用了一个使命（task），该使命模仿按键颤动的进程，给按键按下和开释时添加颤动，调用时只需求输入需求按下的按键编号，该使命便可主动完结按下颤动、安稳、松开颤动的进程。
整个工程的testbench与消抖模块的testbench相同，只需求在例化部分将消抖模块替换为顶层模块，一起将每个按键的使命由一次调用该为两次调用即可，具体请参阅附件代码。
八、 仿真剖析
由上图仿真成果可知，当有按键按下时，需求较长一段时刻后，Key_Flag会有一个高电平脉冲，一起Key_Value更新为输入按键的反码。
为了确认消抖是成功的，这儿再附上按键松开时的颤动细节图：
由图可知，松开按键时，该按键IO不断的检测到高电平和低电平，直到一段时刻和，颤动方中止，安稳为按键没有按下时的状况
下图为整个工程的仿真成果，由图可知，每按下一次按键0（key_in［0］），led［0］的状况便翻转一次。
九、 下板验证
手头暂无开发板，板级验证略。
十、 总结
本文档对按键消抖的原理进行了剖析，并抵消抖中心模块的规划进行了仿真，经过modelsim仿真验证了消抖模块规划的正确性。
具体的操控模块这儿由于篇幅和时刻联系暂不介绍，也由于没有开发板，暂时无法录制演示视频，等录制视频时，我会对整个体系的架构规划，代码规划进行具体的剖析和解说。曾经没有做过不知道，写了两三次后才发现，本来文档的编写和收拾比编写代码要的时刻要多的多。不过，我总仍是会坚持做下去的，期望我能有满足的时刻来做这些事。
