大致思路有了,如何设计实现呢?貌似这是一个很复杂的设计,实则不然,FSM的本质就是对具有逻辑规律和时序逻辑的事物的描述,采用FSM设计,问题迎刃而解!
1、从状态变量入手,分析状态变量:
IDLE:按键空闲状态(由于上拉电阻的作用,按键未被按下时保持高电平);
FILTER_DOWN:按下滤波状态;
DOWN:按下稳定状态;
FILTER_UP:释放滤波状态;
2、分析状态转移条件,绘制状态转移图(visio)
3、照图施工,选用合适的描述方案
在描述的时候,有两个重要问题需要解决:
1)按键信号属于异步信号,在状态转移中需要对按键边沿敏感,所以首先采用一级D触发器将key_in与clk同步,产生pedge和nedge信号,也就是边沿检测电路,代码如下:
//边沿检测电路always (posedgeclk) key_temp<=key_in; //暂存上一个clk按键状态assignkey_nedge= (key_temp)&&(!key_in); //下降沿检测assignkey_pedge= (!key_temp)&&(key_in); //上升沿检测
2)当20ms延时完毕后,应该输出一个脉冲,通知其它模块检测key_flag引脚电平;
完整的verilog描述代码如下:
`timescale1ns/1ps//// Module Name: key_filter// Description: //独立按键消抖模块//modulekey_filter( inputclk, //50M时钟信号inputrst, //低电平复位inputkey_in, //按键输入outputregkey_flag, //消抖完毕输出脉冲outputregkey_state//按键状态输出); reg [3:0]NS; //nextstateregkey_temp; wirekey_pedge; wirekey_nedge; regen_cnt; reg [19:0]cnt; //需要计数次数1_000_000//边沿检测电路always (posedgeclk) key_temp<=key_in; //暂存上一个clk按键状态assignkey_nedge= (key_temp)&&(!key_in); //下降沿检测assignkey_pedge= (!key_temp)&&(key_in); //上升沿检测//带使能端计数器,用于20ms延时always (posedgeclk,negedgerst) if(!rst) cnt<=0; elseif(en_cnt) cnt<=cnt+1'b1;elsecnt<=0; //状态one-hot编码localparamIDLE=4'b0001, //空闲状态FILTER_DOWN=4'b0010, //按下消抖状态DOWN=4'b0100, //按下稳定状态FILTER_UP=4'b1000; //释放消抖状态//一段式状态机always (posedgeclk,negedgerst) if(!rst)beginNS<=IDLE; en_cnt<=0; key_flag<=0; key_state<=1; endelsecase(NS) IDLE: beginkey_flag<=0; key_state<=1; if(key_nedge)beginNS<=FILTER_DOWN; en_cnt<=1'b1; //使能计数器endelseNS<=IDLE; endFILTER_DOWN: if(cnt>=20'd999_999)beginen_cnt<=0; //20ms时间到,失能计数器,进入稳定状态key_flag<=1'b1; //key_flag输出一个clk高脉冲NS<=DOWN; endelseif(key_pedge)beginen_cnt<=0; //20ms时间内发生上升沿,失能计数器,保持空闲状态NS<=IDLE; endDOWN: beginkey_flag<=0; key_state<=0; if(key_pedge)beginNS<=FILTER_UP; en_cnt<=1'b1; //使能计数器endelseNS<=DOWN; endFILTER_UP: if(cnt>=20'd999_999)beginen_cnt<=0; NS<=IDLE; //20ms时间到,失能计数器,进入稳定状态key_flag<=1; endelseif(key_nedge)beginen_cnt<=0; //20ms时间内发生上升沿,失能计数器,保持按下稳定状态NS<=DOWN; enddefault: NS<=IDLE; endcaseendmodule