代碼是特權同學的，我將其理解后加上了注釋。去抖的原理和單片機是一樣的，即通過延時來過濾掉按鍵抖動產生的毛刺信號。不同的是判斷按鍵按下的條件不同，單片機通常是已知按鍵不按時IO口的電平（如高電平），當IO口電平發生改變時（如低電平），則開啟定時器進行延時，延時20ms后再次讀取IO口的電平，若仍為低電平，則說明有按鍵按下；若為高電平，則說明是按鍵抖動，沒有按鍵按下。FPGA的采樣頻率很高，它可以在每個時鐘周期的上升沿到來時對IO口的電平進行一次讀取。通過讀取相鄰2個時鐘周期內IO口的電平值并進行比較，若電平值發生改變（此代碼中是判斷電平從0變為1），則計數器清零，若持續20ms后電平值沒有發生改變，則讀取按鍵的鍵值，同時將這一鍵值存儲起來，當下一個20ms后再次讀取鍵值，將2次鍵值進行比較，若鍵值發生改變，則說明按鍵有動作（要么按下，要么松手）。此代碼中是判斷鍵值從0變為1，即松手檢測。
// 按鍵去抖
// 實現一個簡單的三個按鍵分別控制三個發光二極管亮或暗的控制。
// 例如，按鍵1控制發光二極管1。上電初始發光二極管1不亮，
// 當檢測到按鍵1被按下后，發光二極管1則點亮，
// 按鍵1再次被按下時，發光二極管1則不亮，如此反復。
// 該實驗需要把握好按鍵消抖檢測的設計技巧。
// 注：此代碼的按鍵操作是包括松手檢測的，
// 即按鍵按下后要等到松手才算一次按鍵操作
module key_debounce(
clk,rst_n,
key1_n,key2_n,key3_n,
led1_n,led2_n,led3_n
);
input clk;
input rst_n;
input key1_n,key2_n,key3_n;
output led1_n,led2_n,led3_n;
reg [2:0] key_rst;
always @(posedge clk or negedge rst_n)
begin
if(!rst_n)
key_rst <= 3'b111;
else
key_rst <= {key3_n,key2_n,key1_n}; // 讀取當前時刻的按鍵值
end
reg [2:0] key_rst_r;
always @(posedge clk or negedge rst_n)
begin
if(!rst_n)
key_rst_r <= 3'b111;
else
key_rst_r <= key_rst; // 將上一時刻的按鍵值進行存儲
end
wire [2:0]key_an = key_rst_r & (~key_rst); // 當鍵值從0到1時key_an改變
//wire [2:0]key_an = key_rst_r ^ key_rst; // 注：也可以這樣寫
reg [19:0] cnt; // 延時用計數器
always @(posedge clk or negedge rst_n)
begin
if(!rst_n)
cnt <= 20'd0;
else if(key_an)
cnt <= 20'd0;
else
cnt <= cnt + 20'd1;
end
reg [2:0] key_value;
always @(posedge clk or negedge rst_n)
begin
if(!rst_n)
key_value <= 3'b111;
else if(cnt == 20'hfffff) // 2^20*1/(50MHZ)=20ms
key_value <= {key3_n,key2_n,key1_n}; // 去抖20ms后讀取當前時刻的按鍵值
end
reg [2:0] key_value_r;
always @(posedge clk or negedge rst_n)
begin
if(!rst_n)
key_value_r <= 3'b111;
else
key_value_r <= key_value; // 將去抖前一時刻的按鍵值進行存儲
end
wire [2:0] key_ctrl = key_value_r & (~key_value); // 當鍵值從0到1時key_ctrl改變
reg d1;
reg d2;
reg d3;
always @(posedge clk or negedge rst_n)
begin
if(!rst_n)
begin // 一個if內有多條語句時不要忘了begin end
d1 <= 0;
d2 <= 0;
d3 <= 0;
end
else
begin
if(key_ctrl[0]) d1 <= ~d1;
if(key_ctrl[1]) d2 <= ~d2;
if(key_ctrl[2]) d3 <= ~d3;
end
end
assign led1_n = d1? 1'b1:1'b0; // 此處只是為了將LED輸出進行翻轉，RTL級與下面注釋代碼無差別
assign led2_n = d2? 1'b1:1'b0;
assign led3_n = d3? 1'b1:1'b0;
endmodule