【紫光同创国产FPGA教程】【第三章】按键检测实验

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适用于板卡型号：

PGL22G/PGL12G

1. 文档简介

通过按键检测实验，检测开发板的按键功能是否正常，了解硬件描述语言和FPGA的具体关系，学习PDS View RTL Schematic的使用。

2. 实验环境

• Windows 10 64位
• View RTL Schematic(Pango Design Suite 2020.3)

3. 实验原理

3.1 按键硬件电路

开发板按键部分电路

从图中可以看到，电路的按键松开时是高电平，按下时是低电平。

3.2 程序设计

这个程序没有设计的很复杂，通过简单的硬件描述语言看透硬件描述语言和FPGA硬件的联系。首先我们将按键输入经过一个非门后再经过2组D触发器。经过D触发器的信号，会在D触发器时钟输入的上升沿锁存然后再送到输出。

在进行硬件描述语言编码之前，我们已经把硬件构建完成，这是一个正常的开发流程。有了硬件设计思路无论是通过画图还是通过Verilog HDL、VHDL都能完成设计，根据设计的复杂程序和对某种语言的熟悉程序来选择工具。

4. 工程分析

1）首先建立按键的测试工程，添加verilog测试代码，完成编译分配管脚等流程。

2）使用View RTL Schematic工具查看设计

3）分析RTL图，可以看出第一级D触发器经过取反后输入，第二级直接输入，和预期设计一致。

5. 实验现象

程序下载到开发板以后， "LED1"、"LED2"、"LED3"、"LED4"都处于亮状态，按键“KEY1”按下“LED1” 灭，按键“KEY2”按下“LED2” 灭，按键“KEY3”按下“LED3” 灭, 按键“KEY4”按下“LED4”灭。

6. 附录

key_test.v(verilog代码)

`timescale1ns/1ps
module key_test
(
input                 sys_clk,//system clock 50Mhz on board
input                 rst_n,//reset ,low active
input[3:0]           key_in,//input four key signal,when the keydown,the value is 0
output[3:0]           led         //LED display ,when the siganl high,LED lighten
);
reg[3:0] led_r;//define the first stage register , generate four D Flip-flop 
reg[3:0] led_r1;//define the second stage register ,generate four D Flip-flop
always@(posedge sys_clk ornegedge rst_n)
begin
if(~rst_n)
            led_r <=4'b0000;
else
            led_r <=~key_in;//first stage latched data
end

always@(posedge sys_clk ornegedge rst_n)
begin
if(~rst_n)
            led_r1 <=4'b0000;
else
            led_r1 <= led_r;//second stage latched data
end

assign led = led_r1;
endmodule