VHDL - 去抖按钮按下

Question

我的代码中有以下按钮按下逻辑。我尝试过使用等待延迟对其进行去抖动，但编译器不允许这样做。我的 FPGA 上有四个按钮，下面的“键”数组反映了这些按钮：

process(clock)
        begin
            if rising_edge(clock) then
                if(key(3)/='1' or key(2)/='1' or key(1)/='1' or key(0)/='1') then --MY ATTEMPT AT DEBOUNCING
                    wait for 200 ns; ----MY ATTEMPT AT DEBOUNCING
                    if (key(3)='1' and key(2)='1' and key(1)='0' and last_key_state="1111" and key(0)='1') then
                        ...
                    elsif (key(3)='1' and key(2)='1' and key(1)='1' and key(0)='0' and last_key_state="1111") then  
                        ...
                    elsif (key(3)='0' and key(2)='1' and key(1)='1' and key(0)='1' and last_key_state="1111") then
                        ...
                    elsif (key(3)='1' and key(2)='0' and key(1)='1' and key(0)='1' and last_key_state="1111") then
                        ...
                    end if;
                    last_key_state<=key;
                end if;
            end if;
    end process;

谁能提供一些非常简单的示例代码，说明如何像上面的设置那样去抖动？

Answer 1

好吧，如果您考虑如何使用真正的电子设备来做到这一点，您可能会使用电容器......它有充电时间。同样的想法也适用于此，只需计算出您的开关弹跳的时间（通常是时钟速度的函数），然后实际设置寄存器。

Simple Example With a 4-Bit Shift Register

所以你可以把它放在你的开关和任何其他逻辑块之间

process 
  begin
   if rising_edge(clock) then --You're clock

     SHIFT_PB(2 Downto 0) <= SHIFT_PB(3 Downto 1); --Shifting each cycle
     SHIFT_PB(3) <= NOT PB; --PB is the pre-bounced signal

     If SHIFT_PB(3 Downto 0)="0000" THEN --once the bounce has settled set the debounced value
      PB_DEBOUNCED <= '1'; 
     ELSE 
      PB_DEBOUNCED <= '0'; 
   End if;
end process;

它基本上将你的信号延迟了 4 个时钟周期（你试图用等待做什么）。

Answer 2

其他人已经用计数器展示了方法......您还需要在将信号馈送到计数器之前将信号与时钟同步，否则偶尔，信号会在不同的时间到达计数器的不同部分，并且计数器会计算错误。

这是否重要取决于应用程序 - 如果正确操作很重要，那么正确同步很重要！

Answer 3

您因为等待而收到错误...等待不可合成。

我会用一个简单的计数器来做。因此，您可以通过调整计数器将相同的代码用于不同的时钟速度。

-- adjust the counter to you special needs
-- depending on how good your buttons are hardware debounced
-- you can easily think in ms
signal counter : std_logic_vector(7 DOWNTO 0) := "10000000";

process 
  begin
    if rising_edge(clock) then --You're clock
      if(key(3) = '0') or (key(2) = '0') or (key(1) = '0') or (key(0) = '0') then
        start_debouncing <= '1';
        key_vector_out <= key(3) & key(2) & key(1) & key(0); 
      end if;

      if(start_debouncing = '1') then
        key_vector_out <= "0000";
        counter <= std_logic_vector(unsigned(counter) - 1);                        
      end if;

      if(counter = "00000000") then
        counter <= "10000000";
        start_debouncing <= '0';
      end if;
end process;

您的代码可能会产生另一个问题。 如果释放按钮会发生什么，因此您的输入是 .. key = "0000" .. 对，您永远不会得到输出。也许它会在 100 次中有 99 次有效，但您可能会遇到非常难以发现的错误。