基于BASYS2的VHDL程序与烧写——按键消抖程序

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按键在按下的过程中通常会产生一段时间的抖动，为了消除这种抖动，一般采取两种方法。一种为硬件消抖，另一种为软件消抖。

硬件消抖是利用了RS锁存器的相关原理。如下图所示，开关在B处时，5处为低电平，1处为高电平。根据与非门“有零出一”的特点，6处为高电平，即2处为高电平。所以此时3处为低电平。当开关从B拨到A时，5处变为高电平，一旦1处出现低电平，输出将一直为高电平。（读者不妨自己假设一下）。开关在A处时，情况类似。

软件消抖主要是通过延时跳过按键抖动的阶段，检测稳定阶段的情况。

下面是代码。

library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;

entity sw_debounce_module is
    Port ( clk: in STD_LOGIC;
              rst: in STD_LOGIC;
              switch : in  STD_LOGIC_VECTOR (1 downto 0);
           led : out  STD_LOGIC_VECTOR (1 downto 0));
end sw_debounce_module;

architecture Behavioral of sw_debounce_module is
signal tmp : STD_LOGIC_VECTOR (1 downto 0);
signal cnt : INTEGER range 0 to 1000000;
constant max : INTEGER :=500000;
begin
 process(clk,rst,switch(1),switch(0))
     begin
     if(rst = '1') then
        tmp(1 downto 0)<="00";
        cnt <= 0;
     else
        if(switch(0)='1')then
            if(cnt <max and clk='1')then
                cnt <=cnt+1;
            elsif(cnt = max) then
                cnt <= 0;
            end if;    
            if(switch(0)='1')then
                tmp(0)<=not tmp(0);
            end if;
        end if;
        if(switch(1)='1')then
            if(cnt < max and clk='1') then
                cnt<=cnt+1;
            elsif(cnt = max) then
                cnt <= 0;
            end if;    
                if(switch(1)='1')then
                    tmp(1)<=not tmp(1);
                end if;
        end if;
    end if;
end process;
led(1 downto 0)<=tmp(1 downto 0);
end Behavioral;

由于时钟频率为50MHZ，延时500000周期即为10ms。

为了将程序中的管脚映射到BASYS2开发板上，我们需要建立一个UCF约束文件

下面是约束文件

NET "rst" LOC = "P11";
NET "clk" LOC = "B8";
NET "switch<0>" LOC = "A7";
NET "switch<1>" LOC = "M4";
NET "led<0>" LOC = "G1";
NET "led<1>" LOC = "P4";

依次运行Synthesize -XST,Implement Design和Genetate Programming File。生成可烧录文件。

打开Digilent Adept,有两个选项，第一个为掉电即清除；第二个掉电不清除。选第一个的同时，JP3管脚应选PC模式，选第二个的同时JP3管脚应选ROM模式。

载入程序文件中的.bit文件，点击program即可。