基于FPGA的键盘输入verilog代码

通过对系统时钟提供的频率进行分频，分别为键盘扫描电路和弹跳消除电路提供时钟信号，键盘扫描电路通过由键盘扫描时钟信号控制不断产生的键盘扫描信号对键盘进行行扫描，同时弹跳消除电路实时的对键盘的按键列信号进行采集。 在电子设计领域，FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，它允许用户根据需求自定义硬件电路。本篇讨论的主题是基于FPGA实现键盘输入的Verilog代码，这是一个常见的数字系统设计任务，常用于嵌入式系统、游戏机、工业控制设备等场景。 Verilog是一种硬件描述语言，用于编写数字电路的行为和结构描述。在这个设计中，Verilog代码创建了一个名为`key_scanf`的模块，该模块的主要功能是处理键盘输入并实现按键的消抖。 1. **分频时钟**： 设计中提到通过系统时钟频率的分频，为键盘扫描电路和弹跳消除电路提供独立的时钟信号。这通常由分频器实现，例如计数器或分频寄存器，确保每个子系统的工作速度与键盘输入的处理需求相匹配。时钟分频可以降低功耗，同时保持足够的采样率来准确识别按键状态。 2. **键盘扫描电路**： 键盘扫描电路由键盘扫描时钟信号控制，不断产生键盘扫描信号以进行行扫描。行扫描方法通常涉及对键盘矩阵的行线施加低电平，并检测列线上的变化来识别被按下的键。在这个设计中，`key_rst_n`变量用于存储按键状态，通过比较`key_rst_n_r`的前一个状态，可以检测到按键的下降沿，从而触发一次扫描。 3. **弹跳消除电路**： 弹跳消除是为了处理机械开关接触的瞬间产生的电压抖动，可能导致误读。设计中的`cnt`计数器在按键按下时清零，然后在每个时钟周期增加1，直到达到一定阈值（20ms），此时再次检查按键状态。如果按键状态仍然保持不变，就确认为有效按键事件。这种延迟机制有效地消除了按键弹跳带来的干扰。 4. **按键状态检测**： `low_sw`变量用于存储每20ms的按键状态，而`low_sw_r`则保存上一周期的状态。通过比较这两个变量，我们可以确定哪些按键在这段时间内保持按下，`led_ctrl`变量则表示当前有无按键按下。 5. **数据处理**： 在这个示例中，`width`和`prioed`两个16位变量用于记录某些操作，如宽度调整（可能对应显示器宽度）和优先级设置（可能用于任务调度）。`led_ctrl`的每一位对应一个按键，当按键被按下时，`width_r`和`prioed_r`会相应地增加或减少特定的数值，从而改变这些参数的值。 总结来说，这个基于FPGA的键盘输入Verilog代码实现了从物理键盘获取输入，通过弹跳消除避免误读，以及在检测到稳定按键事件后更新系统状态的功能。这种设计方法对于理解和实现数字系统中的键盘输入处理非常有帮助，也展示了Verilog在硬件描述语言中的应用。在实际应用中，这样的设计可以根据具体需求进行修改和扩展，以适应不同类型的键盘和不同的系统接口。