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在FPGA內(nèi)實現(xiàn)按鍵消抖的方法

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關(guān)鍵詞: FPGA,按鍵消抖

      抖動的產(chǎn)生

      通常的按鍵所用開關(guān)為機械彈性開關(guān),當(dāng)機械觸點斷開、閉合時,由于機械觸點的彈性作用,一個按鍵開關(guān)在閉合時不會馬上穩(wěn)定地接通,在斷開時也不會一下子斷開。因而在閉合及斷開的瞬間均伴隨有一連串的抖動,為了不產(chǎn)生這種現(xiàn)象而作的措施就是按鍵消抖。

      抖動時間

      抖動時間的長短由按鍵的機械特性決定,一般為5ms~10ms。這是一個很重要的時間參數(shù),在很多場合都要用到按鍵穩(wěn)定閉合時間的長短則是由操作人員的按鍵動作決定的,一般為零點幾秒至數(shù)秒。鍵抖動會引起一次按鍵被誤讀多次。為確保FPGA對鍵的一次閉合僅作一次處理,必須去除鍵抖動。在鍵閉合穩(wěn)定時讀取鍵的狀態(tài),并且必須判別到鍵釋放穩(wěn)定后再作處理。

    在FPGA內(nèi)實現(xiàn)按鍵消抖的方法

      圖1 按鍵抖動

      FPGA內(nèi)實現(xiàn)消抖的方法

      在FPGA內(nèi)實現(xiàn)按鍵消抖的方法多種多樣,但是最簡單的是采用移位寄存器的方法進行消抖。因為移位寄存器的方法不需要對時鐘進行分頻,也不需要進行延時等復(fù)雜操作,即可實現(xiàn)對按鍵邊沿的檢測。假設(shè)未按下時鍵值=1.

      1、在無鍵按下時,移位寄存器samp[7:0]始終采集到高電平,即samp[7:0]=8b1111_1111;

      2、當(dāng)鍵按下時,samp[7:0]將采集到低電平,數(shù)據(jù)的變化方式為samp[7:0]=8b1111_1110-->8b1111_1100-->8b1111_1000--> ........-->8b0000_0000;samp[7:0]=8b1111_1110即為按鍵下降沿。

      3、當(dāng)松開按鍵時,samp[7:0]將重新采集到高電平,數(shù)據(jù)變化方式為samp[7:0]=8b0000_0001-->8b0000_0011--> ........-->8b1111_1111;當(dāng)samp[7:0]=8b0111_1111時,即為按鍵上升沿。

    在FPGA內(nèi)實現(xiàn)按鍵消抖的方法

      圖2 移位寄存器消抖原理圖

      參考Verilog代碼

      //模塊名:EdgeDetect,邊沿檢測

      //button:按鍵,無鍵按下時為高電平//clk:10M時鐘

      //rst:復(fù)位按鈕,低電平有效

      //rise:檢測到上升沿,高電平有效,寬度為1個clk

      //fall:檢測到下降沿,高電平有效,寬度為1個clk

      module EdgeDetect(

      input clk,

      input rst,

      input button,

      output reg rise,

      output reg fall

      );

      reg[7:0] samp;//移位寄存器采集button鍵值

      //移位寄存器采集button信息

      always@(posedge clk or negedge rst)

      begin

      if(!rst)

      samp<=8b1111_1111;

      else

      samp<={samp[7:1],button};

      end

      //產(chǎn)生上升沿信息

      always@(posedge clk or negedge rst)

      begin

      if(!rst)

      rise<=1b0;

      else if(samp==8b1111_1110)

      rise<=1b1;

      else

      rise<=1b0;

      end

      //產(chǎn)生下降沿信息

      always@(posedge clk or negedge rst)

      begin

      if(!rst)

      fall<=1b0;

      else if(samp==8b0111_1111)

      fall<=1b1;

      else

      fall<=1b0;

      end

      endmodule

    (審核編輯: 智匯張瑜)

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