vhdl按鍵消抖程序（七種方式實(shí)現(xiàn)按鍵消抖）

按鍵消抖通常的按鍵所用開關(guān)為機(jī)械彈性開關(guān)，當(dāng)機(jī)械觸點(diǎn)斷開、閉合時(shí)，由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，一個(gè)按鍵開關(guān)在閉合時(shí)不會(huì)馬上穩(wěn)定地接通，在斷開時(shí)也不會(huì)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(dòng)，為了不產(chǎn)生這種現(xiàn)象而作的措施就是按鍵消抖。

vhdl按鍵消抖程序一：延時(shí)性消抖

在本例子中，input是按鍵的輸入，output是消抖之后的按鍵輸出

是clk經(jīng)歷8個(gè)上升沿之后就讓output輸出一個(gè)CLK周期的高電平！

本程序?qū)嵗郎y(cè)試好用

library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all;

entity PWlock is

port（clk： in std_logic;

input： in std_logic;

output： out std_logic

）;

end PWlock;

architecture one of PWlock is

signal a:std_logic;

signal count:integer range 0 to 9;

begin

process（clk）

begin

if input=‘0’ then

count<=0;

elsif （clk‘event and clk=’1‘） then

if count=9 then

count<=count; --like while（1） in the C program

else

count<=count+1;

end if;

end if; --for elsif

if count=8 then

a<=’0‘;

else

a<=’1‘;

end if;

end process;

output<=a;

end one;

vhdl按鍵消抖程序二

一般按鍵延時(shí)在20ms左右，根據(jù)時(shí)鐘頻率決定你的計(jì)數(shù)范圍。程序非常簡(jiǎn)單，但經(jīng)常用到，對(duì)于FPGA初學(xué)者要好好學(xué)習(xí)這部分。

library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all;

use ieee.std_logic_unsigned.all;

entity reseter is

port（clk，reset_in:in std_logic; --按鍵按下時(shí)為0

reset_out:out std_logic：=‘0’）;

end reseter;

architecture behav of reseter is

begin

PROCESS（clk，reset_in）

VARIABLE COUNT1 ：INTEGER RANGE 0 TO 100000;

BEGIN

IF reset_in=‘0’ THEN

IF RISING_EDGE（clk） THEN

IF COUNT1<10000 THEN COUNT1：=COUNT1+1;

ELSE COUNT1：=COUNT1; END IF;

IF COUNT1<=9999 THEN reset_out<=‘1’;

ELSE reset_out<=‘0’; END IF;

END IF;

ELSE COUNT1：=0;

reset_out<=‘1’;

END IF;

END PROCESS ;

end behav;```

vhdl按鍵消抖程序三：計(jì)數(shù)器型消抖電路（一）

計(jì)數(shù)器型消抖電路是設(shè)置一個(gè)模值為（N+1）的控制計(jì)數(shù)器，clk在上升沿時(shí)，如果按鍵開關(guān)key_in=‘1’，計(jì)數(shù)器加1，key_in=‘0’時(shí)，計(jì)數(shù)器清零。當(dāng)計(jì)數(shù)器值為2時(shí)，key_out輸出才為1，其他值為0時(shí)。計(jì)數(shù)器值為N時(shí)處于保持狀態(tài)。因此按鍵key_in持續(xù)時(shí)間大于N個(gè)clk時(shí)鐘周期時(shí)，計(jì)數(shù)器輸出一個(gè)單脈沖，否則沒有脈沖輸出。如果按鍵開關(guān)抖動(dòng)產(chǎn)生的毛刺寬度小于N個(gè)時(shí)鐘周期，因而毛刺作用不可能使計(jì)數(shù)器有輸出，防抖動(dòng)目的得以實(shí)現(xiàn)。clk的時(shí)鐘周期與N的值可以根據(jù)按鍵抖動(dòng)時(shí)間由設(shè)計(jì)者自行設(shè)定。

圖1是N為3的波形仿真圖，當(dāng)按鍵持續(xù)時(shí)間大于3個(gè)時(shí)鐘周期，計(jì)數(shù)器輸出一個(gè)單脈沖，其寬度為1個(gè)時(shí)鐘周期，小于3個(gè)時(shí)鐘周期的窄脈沖用作模擬抖動(dòng)干擾，從圖1可以看出，抖動(dòng)不能干擾正常的單脈沖輸出。

該方案的特點(diǎn)是能很好消除按鍵抖動(dòng)產(chǎn)生的窄脈沖，還可以濾去干擾、噪音等其他尖峰波，但遇到脈寬大于N個(gè)Tclk時(shí)鐘周期的干擾、噪音等時(shí)會(huì)有輸出從而產(chǎn)生誤操作，而對(duì)于按鍵操作要求按鍵時(shí)間必須大于N個(gè)Tclk時(shí)鐘周期，否則按鍵操作也沒有輸出。

vhdl按鍵消抖程序四：計(jì)數(shù)器型消抖電路（二）

計(jì)數(shù)器型消抖電路（二）是控制計(jì)數(shù)器工作一個(gè)循環(huán)周期（N+1個(gè)狀態(tài)），且僅在計(jì)數(shù)器為0時(shí)輸出為“1”。電路設(shè)計(jì)了連鎖控制設(shè)施。在計(jì)數(shù)器處于狀態(tài)0時(shí)，此時(shí)若有按鍵操作，則計(jì)數(shù)器進(jìn)入狀態(tài)1，同時(shí)輸出單脈沖（其寬度等于時(shí)鐘周期）。計(jì)數(shù)器處于其他狀態(tài)，都沒有單脈沖輸出。計(jì)數(shù)器處于狀態(tài)N時(shí)，控制en=‘0’，導(dǎo)致計(jì)數(shù)器退出狀態(tài)N，進(jìn)入狀態(tài)0。計(jì)數(shù)器能否保持狀態(tài)0，取決于人工按鍵操作，若按鍵key_in=‘1’，控制en=‘1’（計(jì)數(shù)器能正常工作），key_in=‘0’，計(jì)數(shù)器狀態(tài)保持。顯見計(jì)數(shù)器處于狀態(tài)0，人工不按鍵，則計(jì)數(shù)器保持狀態(tài)0。

主要程序結(jié)構(gòu)如下：

圖2是N為7的波形仿真圖。在計(jì)數(shù)器狀態(tài)為0時(shí)，key_in有按鍵操作，計(jì)數(shù)器開始連續(xù)計(jì)數(shù)直到計(jì)數(shù)器狀態(tài)為0；計(jì)數(shù)器狀態(tài)為1-7時(shí)，key_in任何操作對(duì)計(jì)數(shù)器工作無影響，計(jì)數(shù)器在狀態(tài)為1時(shí)，輸出一個(gè)單脈沖，脈沖寬度為1個(gè)時(shí)鐘周期。

該設(shè)計(jì)方案的特點(diǎn)是能很好消除按鍵抖動(dòng)產(chǎn)生的連續(xù)脈沖，對(duì)按鍵時(shí)間沒有要求，缺點(diǎn)是在計(jì)數(shù)器狀態(tài)為0時(shí)，遇到干擾、噪音等時(shí)會(huì)有輸出，從而產(chǎn)生誤操作。

vhdl按鍵消抖程序五：D觸發(fā)器型消抖電路

D觸發(fā)器型消抖電路設(shè)計(jì)了三個(gè)D觸發(fā)器與一個(gè)三輸入與門。三個(gè)D觸發(fā)器串行連接，其Q輸出端分別與三輸入與門的輸入端連接，D觸發(fā)器型消抖電路RTL電路如圖3所示。

主要程序結(jié)構(gòu)如下：

圖4為D觸發(fā)器型消抖電路波形仿真圖，由圖可見，當(dāng)按鍵操作時(shí)間大于或等于clk時(shí)鐘周期的3倍時(shí)，輸出一個(gè)正脈沖，正脈沖的寬度比key_in少2個(gè)clk時(shí)鐘周期。

D觸發(fā)器型消抖電路與計(jì)數(shù)器型消抖電路（一）相似，計(jì)數(shù)器型消抖電路（一）輸出脈沖寬度是固定的，D觸發(fā)器型消抖電路輸出脈沖寬度隨著按鍵操作時(shí)間長(zhǎng)短變化。

vhdl按鍵消抖程序六：狀態(tài)機(jī)型消抖電路

狀態(tài)機(jī)型消抖電路采用有限狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)方法來描述與實(shí)現(xiàn)，狀態(tài)機(jī)有S0，S1，S2三種狀態(tài)，在S0狀態(tài)下key_out輸出為低電平，并以clk時(shí)鐘信號(hào)的頻率采樣按鍵輸入信號(hào)，如果key_in=‘0’，則保持在S0狀態(tài)，并繼續(xù)采樣按鍵輸入信號(hào)的狀態(tài)，如果key_in=‘1’，則轉(zhuǎn)入S1狀態(tài)；在S1狀態(tài)下key_out輸出仍為低電平，繼續(xù)采樣按鍵輸入信號(hào)的狀態(tài)，如果key_in=‘1’，則轉(zhuǎn)入S2狀態(tài)，如果key_in=‘0’則轉(zhuǎn)入S0狀態(tài)；在S2狀態(tài)下繼續(xù)采樣按鍵輸入信號(hào)的狀態(tài)，如果key_in=‘1’，則保持在S2狀態(tài)，key_out輸出正脈沖，如果key_in=‘0’，則轉(zhuǎn)入S0狀態(tài)，key_out輸出低電平。

主要程序結(jié)構(gòu)如下：

圖5為狀態(tài)機(jī)型消抖電路波形仿真圖，由圖可見，該狀態(tài)機(jī)型消抖電路與D觸發(fā)器型消抖電路仿真結(jié)果一致。

vhdl按鍵消抖程序七

assign key_done = （dout1 | dout2 | dout3）; //按鍵消抖輸出

always @（posedge count［17］）

begin

dout1 <= key_in;

dout2 <= dout1;

dout3 <= dout2;

end

always @（negedge key_done［0］）

begin

keyen = ~keyen; //將琴鍵開關(guān)轉(zhuǎn)換為乒乓開關(guān)

end程序中所用的方法是不斷檢測(cè)按鍵值。每當(dāng)Count［17］上升沿到來，就進(jìn)行檢測(cè)輸入信號(hào)。其中dout1，dout2，dout3分別為當(dāng)前、上個(gè)Count［17］上升沿、上上個(gè)Count［17］上升沿輸入數(shù)值。正常情況下為1，假如連續(xù)三次為0，三個(gè)信號(hào)作或運(yùn)算，使得key_done信號(hào)為0，出現(xiàn)下降沿，這樣就認(rèn)為是有按鍵。