《FPGA经典例程及解读--基于xilinx K325T平台》系列导航
本专栏主要针对与想学习FPGA的同学，从基础的点灯到之后的复杂功能实战例程，从入门到进阶，通过这些例程的学习和了解，希望可以帮助你从一个FPGA小白进阶到FPGA中级阶段，能够处理工作中大多数的FPGA使用场景。
本篇是该系列的第四篇内容
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设计程序参考：FPGA例程（4）：按键消抖实验资源-CSDN下载
1 引言
按键的消抖，是指按键在闭合或松开的瞬间伴随着一连串的抖动，这样的抖动将直接影响设计系统的稳定性， 降低响应灵敏度。因此，必须对抖动进行处理，即消除抖动的影响。
实际工程中，有很多消抖方案，如 RS 触发器 消抖，电容充放电消抖，软件消抖。本章利用 FPGA 内部来设计消抖，即采取软件消抖。
按键的机械特性，决定着按键的抖动时间，一般抖动时间在 5ms~10ms。消抖，也意味着，每次在按键闭合或 松开期间，跳过这段抖动时间，再检测按键的状态。只要通过简单的延时就可实现按键的消抖动。
2 硬件环境
开发环境使用vivado2019.1
开发板使用米联客的MK7160FA
3 程序实现说明
3.1 未消抖的按键实验
3.1.1 程序设计
我们先来看这一段程序，程序的功能比较简单
- key1_i是外部输入的按键信号（按钮按下为0，不按为1）
- 先取这个按键的下降沿；
- 当检测到一次这个按键的下降沿的时候，就给data+1
- 随着按键的按下，data3:0的值就会从0加到9再到0
- data3:0的数值，直接反应到了LED_o（4个LED灯）上
3.1.2 实验结果
我们对程序进行综合实现并下载到板子中，可以看到其结果如下：
我们可以看到4个LED灯，它并没有按照我们预想的那样，按下一次，就增加一个计数值，那样的规律进行闪烁，这是为什么呢？
不消抖的按键
这是因为，按键在按下或松开的时候，按键输入值是又抖动的，无论你按下去的时候多么的平稳，都会存在这个抖动，就像这样子，所以我们必须进行消抖。
3.2 消抖后的按键实验
3.2.1 程序设计
本次消抖使用的方式如下：
- 设计10ms的消抖时间。
- 在设计的状态机中，分 4 个状态
- KEY_S0：判断按键是否按下，如果是，转移到状态 KEY_S1；
- KEY_S1：10ms 后再次判断按键是否按下，如果是，转移状态到 KEY_S2，否则继续回到 KEY_S0；
- KEY_S2：判断按键是否抬起，如果是，转移状态到 KEY_S3
- KEY_S3：10ms 后再次判断按键是否抬起，如果是，转移状态到 KEY_S0，否则继续回到 KEY_S2；
- 当状态从 KEY_S1 转到 KEY_S2 代表一次按钮按下， key_cap 输出一次高电平。
那咱们去抖之后的按键时序就变成了这样子：
3.2.2 实验结果
我们使用去抖之后的按键信号进行测试：
大家可以看到 消抖之后 随着我们按键按下 data进行了正常的+1操作，我们的LED灯也符合了我们的规律：
消抖之后的按键
4 总结
这样的消抖方式，在实际工作中常被用于CPLD控制CPU启动的初始化时序中，有经验的朋友也能发现，在Aurora IP核的使用中，对于Reset信号的处理官方也是加了4位去抖。