按键去抖模块 Verilog 代码及流程图

本代码实现了一个 Verilog 模块，用于对按键输入进行去抖处理，并输出稳定的键值。

module key_debounce(
  input            i_clk,
  input            i_rst_n,
  input      [9:1] i_key,               // 按下为0，松开为1
  output reg [9:1] o_key_val            // 键值
);

//++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
reg [9:1] key_samp1, key_samp1_locked;

// 将i_key采集至key_samp1
always @ (posedge i_clk, negedge i_rst_n)
  if(!i_rst_n) 
    key_samp1 <= 9'h1FF;
  else         
    key_samp1 <= i_key;

// 将key_samp1锁存至key_samp1_locked
always @ (posedge i_clk, negedge i_rst_n)
  if(!i_rst_n) 
    key_samp1_locked <= 9'h1FF;
  else         
    key_samp1_locked <= key_samp1;
//--------------------------------------

//++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
wire [9:1] key_changed1;

// 当key_samp1由1变为0时
// key_changed1由0变为1，只维持一个时钟周期
assign key_changed1 = key_samp1_locked & (~key_samp1); 
//--------------------------------------


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reg [19:0] cnt;

// 一旦有按键按下，cnt立即被清零
always @ (posedge i_clk, negedge i_rst_n)
  if(!i_rst_n)
    cnt <= 20'h0;
  else if(key_changed1)
    cnt <= 20'h0;
  else
    cnt <= cnt + 1'b1;
//--------------------------------------


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reg [9:1] key_samp2, key_samp2_locked;

// 只有当按键不变化（不抖动），且维持20ms以上时
// 才将i_key采集至key_samp2
always @ (posedge i_clk, negedge i_rst_n)
  if(!i_rst_n)
    key_samp2 <= 9'h1FF;
  else if(cnt == 20'hF_FFFF)            // 0xFFFFF/50M = 20.9715ms
    key_samp2 <= i_key;

// 将key_samp2锁存至key_samp2_locked
always @ (posedge i_clk, negedge i_rst_n)
  if(!i_rst_n)
    key_samp2_locked <= 9'h1FF;
  else
    key_samp2_locked <= key_samp2;
//--------------------------------------

//++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
wire [9:1] key_changed2;

// 当key_samp2由1变为0时
// key_changed2由0变为1，只维持一个时钟周期
assign key_changed2 = key_samp2_locked & (~key_samp2); 
//--------------------------------------


//++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
// 每次按键稳定后，输出键值
// 按下为0，松开为1
always @ (posedge i_clk, negedge i_rst_n)
  if(!i_rst_n)
    o_key_val <= 9'h1FF;
  else
    o_key_val <= ~key_changed2;
//--------------------------------------

endmodule

模块流程图

该模块可以分为三个部分：

采样和检测按键变化：
- 采样按键输入信号 i_key 到寄存器 key_samp1 中。
- 将 key_samp1 锁存到 key_samp1_locked 中。
- 通过比较 key_samp1 和 key_samp1_locked 的值，检测按键状态是否发生了变化。
- 当按键状态发生变化时，生成信号 key_changed1。
计数抖动时间：
- 当 key_changed1 为高电平时，将计数器 cnt 清零。
- 当 key_changed1 为低电平时，开始计数。
- 如果计数器计数到 20ms，则表示按键状态稳定。
输出稳定的键值：
- 当 cnt 计数到 20ms 时，将 i_key 的值采样到寄存器 key_samp2 中。
- 将 key_samp2 锁存到 key_samp2_locked 中。
- 通过比较 key_samp2 和 key_samp2_locked 的值，检测按键状态是否发生了变化。
- 当按键状态发生变化时，生成信号 key_changed2。
- 当 key_changed2 为高电平时，输出稳定的键值 o_key_val。

总结

本代码通过采样、锁存、比较、计数等操作，实现了对按键输入信号的去抖处理，最终输出稳定的键值。

注意：

代码中使用的计数器 cnt 的计数周期为 20ms，可以根据实际情况进行调整。
该代码仅供参考，实际应用中可能需要根据具体需求进行修改。

希望这篇文章能帮助你理解按键去抖模块的工作原理，并能够应用到你的项目中。