Verilog功能模块 —— 按键消抖

按键消抖_百度百科 (baidu.com)

使用按钮按下的特性来抖动：

1.按键和弹起时会抖动。抖动的持续时间与按键的类型和质量有关，一般为5~10ms

2.按下按钮后保持稳定电平的时间一般不小于120ms

请参考使用说明3.2 参数列表和接口列表 以及 3.4 模块源码。

/* * @Author : Xu Dakang * @Email : xudaKang_up@qq.com * @Date : 2021-12-20 15:13:10 * @LastEditors : Xu xiaokang * @LastEditTime : 2022-04-14 21:03:31 * @Filename : * @Description : */  /* ! 模块功能: 消除按钮抖动， 按键输入正确的电平 * 思路: 1.检测按钮未按下时的电平 复位完成后必须保证50ms(通过参数INTI_MS修改)内，按钮未按下，否则未按下电平检测会出错 2.按键电平为按下电平时，开始一个40ms(通过参数KEEP_MS修改)计数器，计数到最大值时，按下按钮 3.当按键电平松开时，开始40ms(通过参数KEEP_MS修改)计数器，计数到最大值时，按钮松开 */  module myKeyEliminateJitter #(   parameter KEY_DOWN_OUTPUT_HIGH_LEVEL = 1, // 按键输出电平   parameter CLKFREQ = 100, // 时钟频率， 注意修改   parameter INTI_MS = 50,  // 初始检测未按下电平， 要持续多少？MS视为检测成功， 默认50ms, 通常不需要修改   parameter KEEP_MS = 40   // 检测到按钮按下/松开需要多长时间MS才视为有效, 默认40ms, 通常不需要修改 )(   output logic key_down,          // 按键按下   output logic key_down_one_time, // 按下按钮   output logic key_up_one_time,   // 按键松开一次    input  logic key_in,   // 按键输入    input  logic clk );   // 按键输入同步  logic key_in_r1; logic key; always_ff @(posedge clk) begin   key_in_r1 <= key_in;
  key <= key_in_r1;
end
//-- 按键输入同步 ------------------------------------------------------------


//++ 按键未按下时的电平检测 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
logic key_r1;
always_ff @(posedge clk) begin
  key_r1 <= key;
end


logic auto_detection_success;
// 50ms计数器
localparam CNT_50MS_MAX = CLKFREQ * 1000 * INTI_MS;
logic [$clog2(CNT_50MS_MAX+1)-1 : 0] cnt_50ms;
always_ff @(posedge clk) begin
  // 按键信号一改变就重新计数, 初始情况下这不应该发生, 只是为了应对电磁干扰或机械振动等极端条件
  if (auto_detection_success)
    cnt_50ms <= cnt_50ms;
  else if (key_r1 != key)
    cnt_50ms <= '0;
  else if (cnt_50ms < CNT_50MS_MAX)
    cnt_50ms <= cnt_50ms + 1'b1;
  else
    cnt_50ms <= '0;
end


always_comb begin
  if (cnt_50ms == CNT_50MS_MAX) // 按键信号从复位开始50ms内输入未发生变化
    auto_detection_success = 1'b1;
  else
    auto_detection_success = 1'b0;
end


logic auto_detection_success_r1;
always_ff @(posedge clk) begin
  auto_detection_success_r1 <= auto_detection_success;
end

assign auto_detection_success_pedge = auto_detection_success && ~auto_detection_success_r1;


logic key_up_value; // 存储按键未按下时的引脚电平
always_ff @(posedge clk) begin
  if (auto_detection_success_pedge)
    key_up_value <= key;
  else
    key_up_value <= key_up_value;
end
//-- 按键未按下时的电平检测 ------------------------------------------------------------


//++ 按键消抖 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
// 检测按下电平, 如果按下保持40ms, 则认为键正常按下
localparam CNT_40MS_MAX = CLKFREQ * 1000 * KEEP_MS;
logic [$clog2(CNT_40MS_MAX+1)-1 : 0] key_down_cnt_40ms;
always_ff @(posedge clk) begin
  if (auto_detection_success_r1 && key == ~key_up_value) // 按键按下了
    if (key_down_cnt_40ms < CNT_40MS_MAX)
      key_down_cnt_40ms <= key_down_cnt_40ms + 1'b1;
    else
      key_down_cnt_40ms <= key_down_cnt_40ms;
  else
    key_down_cnt_40ms <= '0;
end


// 检测按键松开, 如果松开保持40ms, 则认为键正常松开
logic [$clog2(CNT_40MS_MAX+1)-1 : 0] key_up_cnt_40ms;
always_ff @(posedge clk) begin
  if (auto_detection_success_r1 && key == key_up_value) // 按键松开了
    if (key_up_cnt_40ms < CNT_40MS_MAX)
      key_up_cnt_40ms <= key_up_cnt_40ms + 1'b1;
    else
      key_up_cnt_40ms <= key_up_cnt_40ms;
  else
    key_up_cnt_40ms <= '0;
end


always_ff @(posedge clk) begin
  if (key_down_cnt_40ms == CNT_40MS_MAX) // 按下计数值保持最大值不变说明键处于按下的状态
    key_down <= KEY_DOWN_OUTPUT_HIGH_LEVEL;
  else if (key_up_cnt_40ms == CNT_40MS_MAX) // 松开计数值保持最大值不变说明键处于松开的状态
    key_down <= ~KEY_DOWN_OUTPUT_HIGH_LEVEL;
  else
    key_down <= key_down;
end


logic key_down_r1;
always_ff @(posedge clk) begin
  key_down_r1 <= key_down;
end

assign key_down_pedge = key_down && ~key_down_r1;
assign key_down_nedge = ~key_down && key_down_r1;

assign key_down_one_time = key_down_pedge;
assign key_up_one_time = key_down_nedge;
//-- 按键消抖 ------------------------------------------------------------


endmodule