VHDL——按键消抖
按键检测需要消抖，一般有硬件和软件两种方式。硬件就是加去抖动电路，这样从根本上解决按键抖动问题。除了用专用电路以外，用可编程FPGA或者CPLD
设计相应的逻辑和时序电路，对按键信号进行处理，同样可以达到去抖动的目的。
本例中用状态机实现了消抖电路：
端口描述：clk 输入检测时钟；reset 复位信号；din 原始按键信号输入； dout 去抖动输出信号。
VHDL源码如下：
LIBRARY ieee;
USE ieee.std_logic_1164.all;
USE ieee.std_logic_unsigned.all;
ENTITY xiaod IS
PORT
(
clk : IN STD_LOGIC ;
reset : IN STD_LOGIC ;
din : IN STD_LOGIC ;
dout : OUT STD_LOGIC
);
END ENTITY;
ARCHITECTURE RTL OF xiaod IS
TYPE state IS( s0,s1,s2,s3);
SIGNAL pre_s, next_s: state;
BEGIN
P0:PROCESS( reset, clk )
BEGIN
if reset = '0' then
pre_s <= s0;
elsif rising_edge( clk ) then
pre_s <= next_s;
else
null;
end if;
END PROCESS P0;
P1:PROCESS( pre_s, next_s, din )
BEGIN
case pre_s is
when s0 =>
dout <= '1';
if din = '1' then
next_s <= s0;
else
next_s <= s1;
end if;
when s1 =>
dout <= '1';
if din = '1' then
next_s <= s0;
else
next_s <= s2;
end if;
when s2 =>
dout <= '1';
if din = '1' then
next_s <= s0;
else
next_s <= s3;
end if;
when s3 =>
dout <= '0';
if din = '1' then
next_s <= s0;
else
next_s <= s1;
end if;
end case;
END PROCESS P1;
END RTL;
多按键去抖动电路VHDL源码，按键个数参数化，每个按键处理调用了上面的模块：
LIBRARY ieee;
USE ieee.std_logic_1164.all;
USE ieee.std_logic_arith.all;
USE ieee.std_logic_unsigned.all;
ENTITY Nxiaod IS
GENERIC( width: positive:= 5 );
PORT
(
clk : IN STD_LOGIC ;
reset : IN STD_LOGIC ;
din : IN STD_LOGIC_VECTOR( width - 1 DOWNTO 0);
dout : OUT STD_LOGIC_VECTOR( width - 1 DOWNTO 0)
);
END ENTITY;
ARCHITECTURE RTL OF Nxiaod IS
COMPONENT xiaod IS
PORT
(
clk : IN STD_LOGIC ;
reset : IN STD_LOGIC ;
din : IN STD_LOGIC ;
dout : OUT STD_LOGIC
);
END COMPONENT;
BEGIN
g1: FOR i IN 0 to width - 1 GENERATE
ux: xiaod port map( clk => clk, reset => reset, din => din(i), dout => dout(i));
END GENERATE;
END RTL;
.. 主控键盘 （SYSTEM KEYBOARD） 使用说明书 （中文版第二版）
Copyright 2009-2012. All Rights Reserved. 注意事项： 1.安装场所 远离高温的热源和环境，避免直接照射。 为确保本机的正常散热，应避开通风不良的场所。 为了防止电击和失火，请勿将本机放置于易燃、易爆的场所。 小心轻放本机避免强烈碰撞、振动等，避免安装在会剧烈震动的场所。避免在过冷、过热的场所间相互搬动本机，以免机器部产生结露，影响机器的使用寿命。 2.避免电击和失火 切记勿用湿手触摸电源开关和本机。 勿将液体溅落在本机上，以免造成机器部短路或失火。 勿将其它设备直接放置于本机上部。 安装过程中进行接线或改线时，都应将电源断开，预防触电。 重要提示： 为了避免损坏，请勿自动拆开机壳，必须委托有资格有专业维修人员在指定的维修单位进行维修。 清洁装置时,请勿使用强力清洗剂,当有灰尘时用干布擦拭装置。 不得在电源电压过高和过低的场合下使用该本机。 务请通读本使用说明书，以便您掌握如正确使用本机。当您读本说明书后，请把它妥善保存好，以备日后参考。如果需要维修，请在当地与经本公司授权的维修站联系。 环境防护： 本机符合电磁辐射标准，对人体无电磁辐射伤害。 申明：
产品的发行和销售由原始购买者在可协议条款下使用； 未经允，任单位和个人不得将该产品全部或部分复制、再生或翻译成其它机器可读形式的电子媒介； 本手册若有任修改恕不另行通知； 因软件版本升级而造成的与本手册不符，以软件为准。 目录 设备概述 (3) 第一部分控制矩阵切换系统 (4) 1.1键盘通电 (4) 1.2键盘操作加锁 (4) 1.3键盘操作解锁 (4) 1.4键盘密码设置 (4) 1.5选择监视器 (5) 1.6选择摄像机 (5) 1.7控制解码器 (5) 1.8控制智能高速球 (6) 1.9操作辅助功能 (7) 1.10系统自由切换 (8) 1.11系统程序切换 (9) 1.12系统同步切换 (10) 1.13系统群组切换 (10) 1.14报警联动 (10) 1.15防区警点 (11) 1.16警点状态 (11) 1.17声音开关 (11) 第二部分控制数字录像机、画面处理器 (11) 2.1进入数字录像机、画面处理器模式 (11) 2.2退出数字录像机、画面处理器模式 (11) 2.3选择数字录像机、画面处理器 (11) 2.4控制数字录像机、画面处理器 (12) 第三部分设置连接 (12) 3.1键盘工作模式 (12)
按键消抖与时间按键 这篇文章写给正在学51单片机的或者刚入门51单片机准备进阶的的朋友，我们来着重讨论一下按键消抖和时间按键这两项。 我们常用的按键大多都是机械的，机械开关就会出现机械振动，这个由物理学或者实验可以推出来，抖动会在单片机上面出现重复扫描次数，次数多少与单片机的时钟晶振有关，时钟晶振越高单片机执行速度越快，重复次数就越多 整个按键数百ms 按下瞬间，抖动时间大概10ms 弹起瞬间，抖动大概10ms 按键一次出现的电平变化 （上面的时间都是老师说的和书上现成的，没有实际测试，而且不同的按键应该也会有差异，作为学习研究确实不应该，找个时间锅锅会测出这个时间供大家参考，嘿嘿） 由图我们可以看出，按下去瞬间会出现抖动，弹起来也会出现抖动，明显是个阻尼振动，按键扫描程序是按顺序执行的； 首先提出三个问题大家思考一下 1.为什么要消除抖动 2.如何消抖 3.是不是按键都要消抖，不是的话，哪些需要消抖，哪些不需要消抖 4.消抖的时间是不是必须10ms 5.按键消抖的方式是不是一定像书上的那样，如何消抖更节省CPU，且更简单 按键如果不消除抖动，那么单片机检测到的低电平的次数就不止一次，那我们按键一次，单片机会检测到多次，比如我们把按某个按键设置按一次成某个变量加1，结果按一次就加了很多次，这样我们就不能精确的通过按键来调整我们想要的参数，所以我们消除抖动的目的就是要实现按一次按键让单片机读出一次按键操作 消抖分硬件和软件消抖， 硬件消抖有《模拟电子技术》上提到用三态门实现，当然还有周立功那个7920（管理数码管和按键的芯片），当然还有很多硬件电路以及一些按键有自带消抖电路，但是如果要做产
9.3.1 矩阵键盘的工作原理和扫描确认方式 来源：《AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践》M16华东师范大学电子系马潮 当键盘中按键数量较多时，为了减少对I/O 口的占用，通常将按键排列成矩阵形式，也称为行列键盘，这是一种常见的连接方式。矩阵式键盘接口见图9-7 所示，它由行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点上。当键被按下时，其交点的行线和列线接通，相应的行线或列线上的电平发生变化，MCU 通过检测行或列线上的电平变化可以确定哪个按键被按下。 图9-7 为一个 4 x 3 的行列结构，可以构成12 个键的键盘。如果使用 4 x 4 的行列结构，就能组成一个16 键的键盘。很明显，在按键数量多的场合，矩阵键盘与独立式按键键盘相比可以节省很多的I/O 口线。 矩阵键盘不仅在连接上比单独式按键复杂，它的按键识别方法也比单独式按键复杂。在矩阵键盘的软件接口程序中，常使用的按键识别方法有行扫描法和线反转法。这两种方法的基本思路是采用循环查循的方法，反复查询按键的状态，因此会大量占用MCU 的时间，所以较好的方式也是采用状态机的方法来设计，尽量减少键盘查询过程对MCU 的占用时间。 下面以图9-7 为例，介绍采用行扫描法对矩阵键盘进行判别的思路。图9-7 中，PD0、PD1、PD2 为3 根列线，作为键盘的输入口（工作于输入方式）。PD3、PD4、PD5、PD6 为4根行线，工作于输出方式，由MCU（扫描）控制其输出的电平值。行扫描法也称为逐行扫描查询法，其按键识别的过程如下。 √将全部行线PD3－PD6 置低电平输出，然后读PD0－PD2 三根输入列线中有无低电平出现。只要有低电平出现，则说明有键按下（实际编程时，还要考虑按键的消抖）。如读到的都是高电平，则表示无键按下。 √在确认有键按下后，需要进入确定具体哪一个键闭合的过程。其思路是：依
一、按键消抖 1．1 计数器型消抖电路(一) 计数器型消抖电路(一)是设置一个模值为(N+1)的控制计数器，clk在上升沿时，如果按键开关key_in='1'，计数器加1，key_in='0' 时，计数器清零。当计数器值为2时，key_out 输出才为1，其他值为0时。计数器值为N时处于保持状态。因此按键key_in持续时间大于N个clk时钟周期时，计数器输出一个单脉冲，否则没有脉冲输出。如果按键开关抖动产生的毛刺宽度小于N个时钟周期，因而毛刺作用不可能使计数器有输出，防抖动目的得以实现。clk的时钟周期与N的值可以根据按键抖动时间由设计者自行设定。 主要程序结构如下： 图1是N为3的波形仿真图，当按键持续时间大于3个时钟周期，计数器输出一个单脉冲，其宽度为1个时钟周期，小于3个时钟周期的窄脉冲用作模拟抖动干扰，从图1可以看出，抖动不能干扰正常的单脉冲输出。 1 按键抖动产生原因分析 绝大多数按键都是机械式开关结构，由于机械式开关的核心部件为弹性金属簧片，因而在开关切换的瞬间会在接触点出现来回弹跳的现象。虽然只是进行了一次按键，结果在按键信号稳定的前后出现了多个脉冲，如图1所示。如果将这样的信号直接送给微处理器扫描采集的话，将可能把按键稳定前后出现的脉冲信号当作按键信号，这就出现人为的一次按键但微处理器以为多次按键现象。为了确保按键识别的准确
性，在按键信号抖动的情况下不能进入状态输入，为此就必须对按键进行消抖处理，消除抖动时不稳定、随机的电压信号。机械式按键的抖动次数、抖动时间、抖动波形都是随机的。不同类型的按键其最长抖动时间也有差别，抖动时间的长短和按键的机械特性有关，一般为5～10 ms，但是，有些按键的抖动时间可达到20 ms，甚至更长。所以，在具体设计中要具体分析，根据实际情况来调整设计。 2 按键消抖电路的设计 按键消抖一般采用硬件和软件消抖两种方法。硬件消抖是利用电路滤波的原理实现，软件消抖是通过按键延时来实现。在微机系统中一般都采用软件延时的消抖方法。在用可编程逻辑器件FPGA／CPLD设计数字系统中，也可以用VHDL语言设计相应的时序和逻辑电路，对按键信号进行处理，同样可以达到消抖目的。本文利用Altera公司的可编程逻辑器件CPLD和QuartusⅡ，设计性能可靠的按键消抖电路。 2．1 按键消抖电路设计原理 按键消抖的关键是提取稳定的低电平(或高电平)状态，滤除按键稳定前后的抖动脉冲。在用基于VHDL 语言的时序逻辑电路设计按键消抖电路时，可以用一个时钟脉冲信号对按键状态进行取样，当第一次采样到低电平时，启动延时电路，延时结束后，再对按键信号进行连续三次取样，如果三次取样都为低电平，则可以认为按键已经处在稳定状态，这时输出一个低电平的按键确认信号，如果连续三次的取样中，至少有一次是高电平，则认为按键仍处在抖动状态，此时不进行按键确认，按键输出信号为高电平。 2．2 按键消抖电路设计 该控制电路采用VHDL语言的有限状态机的设计方法来描述和实现，其状态转换图如图2所示。
矩阵控制键盘操作说明 键盘概述 控制器是智能电视监控系统中的控制键盘，也是个监控系统中人机对话的主要设备。可作为主控键盘，也可作为分控键盘使用。对整个监控系统中的每个单机进行控制。 键盘功能 １．中文/英文液晶屏显示 ２．比例操纵杆（二维、三维可选）可全方位控制云台，三维比例操纵杆可控制摄像机的变倍 ３．摄像机可控制光圈开光、聚集远近、变倍大小 ４．室外云台的防护罩可除尘和除霜 ５．控制矩阵的切换、序切、群组切换、菜单操作等 ６．控制高速球的各种功能，如预置点参数、巡视组、看守卫设置、菜单操作等 ７．对报警设备进行布/撤防及报警联动控制 ８．控制各种协议的云台、解码器、辅助开头设置、自动扫描、 自动面扫及角度设定 ９．在菜单中设置各项功能 10．键盘锁定可避免各种误操作，安全性高 11．内置蜂鸣器桌面上直接听到声音，可判断操作是否有效 技术参数 １．控制模式主控、分控 ２．可接入分控数16个 ３．可接入报警模块数239个 ４．最大报警器地址1024个 ５．最大可控制摄像机数量1024个 ６．最大可控制监视器数量 64个 ７．最大可控制解码器数量 1024个 ８．电源 AC/DC9V（最低500mA的电源） ９．功率 5W 10．通讯协议Matri、PEL-D、PEL-P、VinPD 11．通讯波特率1200 Bit/S,2400 Bit/S,4800 Bit/S ,9600Bit/S， Start bit1,Data bit8,Stop bit1
接线盒的脚定义 控制线连接图 键盘按键说明 lris Focus Far 聚焦远 Focus Near 聚焦近 Zoom Tele 变倍大 Zoom Wide 变倍小 DVR 设备操作 DVR 功能键 Shift 用户登入 Login 退出键 Exit 报警记录查询 List 进入键盘主菜单 MENU 启动功能 F1/ON 关闭功能 F2/OFF 液晶显示区
基于verilog按键消抖设计 Aaron malone 关于键盘的基础知识，我就以下面的一点资料带过，因为这个实在是再基础不过的东西了。然后我引两篇我自己的博文，都是关于按键消抖的，代码也正是同目录下project里的。这两篇博文都是ednchina的博客精华，并且在其blog 首页置顶多日，我想对大家会很有帮助的。 键盘的分类 键盘分编码键盘和非编码键盘。键盘上闭合键的识别由专用的硬件编码器实现，并产生键编码号或键值的称为编码键盘，如计算机键盘。而靠软件编程来识别的称为非编码键盘。 在单片机组成的各种系统中，用的最多的是非编码键盘。也有用到编码键盘的。非编码键盘有分为：独立键盘和行列式（又称为矩阵式）键盘。 按键在闭合和断开时，触点会存在抖动现象：
从上面的图形我们知道，在按键按下或者是释放的时候都会出现一个不稳定的抖动时间的，那么如果不处理好这个抖动时间，我们就无法处理好按键编码，所以如何才能有效的消除按键抖动呢？让下面的两篇博文日志给你答案吧。 经典的verilog键盘扫描程序 从最基础的分频程序开始，但看到这个键盘扫描程序后，直呼经典，有相见恨晚的感觉，还想说一句：威百仕( VibesIC )，我很看好你！WHY？待我慢慢道来，这个程序的综合后是0error,0warning。想想自己编码的时候那个warning是满天飞，现在才明白HDL设计有那么讲究了，代码所设计的不仅仅是简单的逻辑以及时序的关系，更重要的是你要在代码中不仅要表现出每一个寄存器，甚至每一个走线。想想我写过的代码，只注意到了前者，从没有注意过后者，还洋洋自得以为自己也算是个高手了，现在想来，实在惭愧啊！学习学习在学习，这也重新激发了我对HDL设计的激情，威百仕给了我一个方向，那我可要开始努力喽！ 废话说了一大堆，看程序吧：（本代码经过ise7.1i综合并下载到SP306板上验证通过）
矩阵键盘操作说明 一、系统复位 1按数字键0后，按MON键 2输入99后，按NEXT键 二、键盘视频选择 首先是监视器选择然后是摄像机选择 1、按键盘上的CLEAR键，清除键盘数字输入ENTER区中的数字显示 2、输入所选择的监视器号，该数字在键盘数字输入ENTER区中显示 3、按MON键，该监视器号在键盘监视器MONITOR区中显示 4、同时系统主机将返回该监视器对应的图像号，在键盘的摄像机CAMERA区中显示。 5、输入选择的摄像机号，该数字在键盘数字输入ENTER区中显示 6、按CAM键 7、系统主机将返回该图像号，在键盘的摄像机CAMERA区中显示则选择的图像再选择的 监视器上显示 三、图像区域切换 在指定的监视器上运行一个指定区域的图像切换，该功能可以在任何一个监视上浏览切换所有的图像操作步骤如下： 1、按键盘上CLERA键，清除数字输入ENTER区中的数字显示 2、输入所选择的监视器号，该数字在键盘数字输入ENTER区中显示 3、按MON键，该监视器号在键盘监视器MONITOR区中显示 4、输入区域切换中的开始图像号 5、按ON键，确认开始区域的开始图像 6、输入区域切换中的结束图像号 7按OFF键确定区域切换的结束图像 完成后则该监视器开始区域切换依次按照设定的图像号进行切换如要添加一个图像到切换序列中则： 1和设置区域切换的步骤一样重复1-3步，选择一个监视器，该监视必须已存在一个切换队列 2、输入所希望添加的摄像机图像好，该摄像机图像号必须在系统的最大允许摄像机图像号的范围内 3、按组合键ENTER-ON,ENTER键必须在前面，确定添加的图像。 如要在切换队列中删除一个图像： 1、和设置区域切换的步骤一样重复1-3步，选择一个监视器，该监视必须已存在一个切换队列 2输入所希望添加的摄像机图像好，该摄像机图像号必须在这个序列切换范围内。 3、按组合键ENTER-OFF,ENTER必须在前面，确认删除图像。 四、报警设置 单布防 针对需要布防的防区一个一个的布防，防区布防后，根据监视器与防区触点权限表，自动将该防区分配到与之对应的监视器上。一旦报警，则与之相关的报警监视器就可以对这个报警防区进行响应。具体操作如下1、输入防区号 2、按组合键ARM-ON,ARM键必须先按，对该报警防区进行确认。 全布防。撤防即按ARM-OFF键 1、输入数字键0
按键电路：常用的非编码键盘,每个键都是一个常开开关电路。 按键消抖： 通常的按键所用开关为机械弹性开关,当机械触点断开、闭合时,电压信号小型如下图。由于机械触点的弹性作用,一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通,在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动,如下图。抖动时间的长短由按键的机械特性决定,一般为5ms～10ms。这是一个很重要的时间参数,在很多场合都要用到。 按键稳定闭合时间的长短则是由操作人员的按键动作决定的,一般为零点几秒至数秒。键抖动会引起一次按键被误读多次。为确保CPU对键的一次闭合仅作一次处理,必须去除键抖
动。在键闭合稳定时读取键的状态,并且必须判别到键释放稳定后再作处理。按键的抖动,可用硬件或软件两种方法。 <1> 硬件消抖：在键数较少时可用硬件方法消除键抖动。下图所示的RS触发器为常用的硬件去抖。 图中两个“与非”门构成一个RS触发器。当按键未按下时,输出为1;当键按下时,输出为0。此时即使用按键的机械性能,使按键因弹性抖动而产生瞬时断开（抖动跳开B）,中要按键不返回原始状态A,双稳态电路的状态不改变,输出保持为0,不会产生抖动的波形。也就是说,即使B 点的电压波形是抖动的,但经双稳态电路之后,其输出为正规的矩形波。这一点通过分析RS触发器的工作过程很容易得到验证。 <2> 软件消抖：如果按键较多,常用软件方法去抖,即检测出键闭合后执行一个延时程序,产生5ms～10ms的延时,让前沿抖动消失后再一次检测键的状态,如果仍保持闭合状态电平,则确认为真正有键按下。当检测到按键释放后,也要给5ms～10ms的延时,待后沿抖动消失后才能转入该键的处理程序。按键消抖
用户手册 1 版权 Copyright ? 2010， GE Security ， Inc. 版权所有 未经 GE Security 事先书面同意，除非美国版权法特别许可，否则不得全部或部分拷贝本文件或对其进行复制。 文件编号/修订本：0226-2010LPT （2010年 2 月） 免责声明 若该文件中所包含的信息有任何更改，恕不另行通知。GE Security 公司不对所出现不准确或疏漏承担任何责任；尤其要声明的是，对于因直接或间接使用或应用本文件内容而导致的个人或其它方面的损失或风险，我们也不会承担任何责任。最新的文件请联系您的本地供应商或访问 https://www.doczj.com/doc/3b3267169.html, 。 本发行版本中包含屏幕捕获示例和日常操作中使用的报告。可能内含虚构的个人和公司名的示例。任何名称（姓名）和地址如与企业或个人的名称（姓名）和地址雷同，纯属巧合。 商标和专利 GE 和 GE 标志是通用电气公司的注册商标。SCR-M409为GE 安防产品型号。 本文件中使用的其它商标名为相应产品制造商或厂商的商标或注册商标。 预定用途 按照产品原本的设计用途来使用；请参阅产品数据表和用户文档。最新的文件请联系您的本地供应商或访问 https://www.doczj.com/doc/3b3267169.html, 。
目录 第一章产品介绍———————————————————————————————3 第二章安装说明———————————————————————————————3 第三章操作必读———————————————————————————————6 第四章矩阵控制操作指南———————————————————————————8 第五章云台控制操作指南———————————————————————————16 说明： 本用户手册适用于GE 公司的SCR-M409矩阵控制键盘。本手册包括产品概述、详细说 明以及连接和安装方式。如果您有疑问或关心的问题，此文件也提供如何与技术支持 部门取得联系的信息。 若要有效使用该文档，您至少应具备以下资质条件：CCTV 系 统和元件的基础知识；电气配线和低压电气连接的基础知识。在安装或操作此产品之前，请完全阅读这些说明及所有附属文件。 注意：合格的服务人员应遵守所有适用的规程，以执行所需的硬件安装工作。
按键消抖电路瞬态分析和设计 按键是仪器仪表中普遍采用的人机输入接口电路。在按键电路中必须考虑对按键的抖动进行软件消抖和硬件消抖。软件消抖具有使用硬件数量少的优点，但也具有以下两个缺点：（1）在仪器键盘电路中，多个按键安装在仪器面板上，键盘的输出通过排线连接到主控板上，此时键盘导线寄生电感和寄生电容的存在，寄生电感寄生电容和排线电阻将组成二阶振荡系统，二阶振荡将形成负电平脉冲，而负电平脉冲很容易超出数字芯片的输入最大允许电平范围，导致数字芯片容易损坏。（2）按键闭合和断开时，电压信号下降沿非常陡峭，剧烈变化的电压信号将通过互容传递到相邻导线上。硬件消抖电路的设计主要是要考虑以下三个因素：（1）消除信号的抖动，确保按键电路输出信号的平整；（2）消除信号的下冲，因为下冲电平超出了后续数字芯片的最大输入电平范围；（3）降低信号变化的速度，避免在邻线上引起容性串扰；（4）不影响按键电路的正常功能。常见的硬件消抖电路包括电容滤波消抖和触发器消抖。电容滤波消抖采用电阻和电容组成低通滤波器，具有电路结构简单可靠的优点，因此本文将重点阐述该消抖电路。1 按键消抖电路结构与电路模型图1为某仪器按键电路原理图，按键安装在仪器面板上，通过导线连接到主控板上，按键的一端接上拉电阻并连接后续电路，按键的另一端接地，当按键没有按下时，按键输出高电平，当按键按下时，按键输出低电平。图2为加上滤波电容后的按键电路。 图1 某仪器按键电路 图2 按键消抖电路 图3为按键消抖电路的电路模型。图中R0为连接按键导线的电阻，L 为导线电感，C0为导线对地电容，C f为滤波电容，C p为按键后续电路的输入电容，R i为按键后续电路的输入阻抗，R 为上拉电阻，V CC为电源电压，U为按键消抖电路的输出电压。
按键去抖动 一、实验目的 1、学习基于VHDL 描述状态机的方法； 2、学习 VHDL 语言的规范化编程，学习按键去抖动的原理方法。 二、实验平台 微机一台（Windows XP 系统、安装QuartusⅡ等相关软件）、CPLD 学习板一块、5V 电源线一个、下载线一条。 三、设计要求 机械式轻触按键是常用的一种外围器件，由于机械原因导致的抖动会使得按键输入出现毛 刺。设计一个按键去抖动电路，并用按键作为时钟，结合计数器观察去抖动前后的效果有什么不同。 四设计方案 思路提示：按键去抖动通常采用延时判断的方法，去除按键过程中出现的毛刺。其实现过程是：当查询到按键按下时，延时一段时间再去判断按键是否仍然被按下，若是则此次按键有 效，否则看作是干扰。这可以利用状态机来实现， library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity qudou is port( clk, en: in std_logic; sp: out integer range 0 to 7); end qudou ; architecture behave of qudou is type state is (S0,s1,s2);
signal z: std_logic; signal q: integer range 0 to 2; signal a: integer range 0 to 7; signal s: state; begin p1:process(clk) begin if(clk'event and clk = '1') then if en='1' then if q=2 then q<=q; else q<=q+1; end if; else q<=0; end if; if q=2 then z<='1'; else z<='0'; end if; case s is when s0=> if (z = '0') then s<=s0;a<=a; else s<=s1;a<=a+1; end if; when s1=> if (z='0') then s<=s0;a<=a; else s<=s2;a<=a; end if; when s2=> if (z='0') then s<=s0;a<=a; else s<=s2;a<=a; end if; end case; sp<=a; end if; end process p1; end behave;
Matrix软件操作说明 一. 软件系统设置 1．通讯设置 通讯设置目的是为了选不同的端口,对端口通讯速率,及矩阵系统网络号进行 设置,只有在与矩阵系统速率相同的情况下才能进行通信. 窗口界面: 具体操作如下. 1.单击工具栏的"通讯方式"按钮,进入通讯方式设置窗口 2.选择当前软件的通讯方式,"使用本地串口"用485线与电脑相连,远程透 明串口,用IP模块通信 3.选择相应的"串口","波特率". 4.选择"使用远程透明串口",使用网络设备进行通信.选择对应的网络设备. 5.单击"确定" 保存设置 附:虚拟键盘涉及到网络号操作,在此进行设置. 2．矩阵类型 窗口界面 具体操作 1.单击"软件系统设置"->"矩阵类型",进入矩阵类型界面 2.选择"矩阵类型"(此类型关系到当前所读取矩阵数据的正确性,请务必选 择对应的矩阵型号). 3.单击"确定" 保存设置 3．修改密码 窗口界面 具体操作 1.单击"软件系统设置"->"修改密码",进入修改密码界面 2.输入"旧密码",并确认输入新密码 3.单击"确定" 保存设置
4．登陆/登出 为防止他人任意更改系统设置,系统提供此功能,在拥有管理员权限的情况下方可操作系统. 其界面如下: 二. 矩阵系统设置 1.时间设置 设置矩阵系统时间. 窗口界面 具体操作: 1.单击"矩阵系统设置"->"时间设置", 2.进入"时间设置"界面 3.可单击"同步系统时间"按钮,与计算机系统同步时间 4.也可手工设置矩阵时间. 5.单击"确定",保存设置 2.云台协议 设置云台协议 窗口界面 具体操作: 1.单击"矩阵系统设置"->"云台协议", 2.进入"云台协议"设置界面 3.选择"云台协议",和对应的通信速率. 4.单击"确定",保存设置 3.网络编号 设置矩阵系统网络号 窗口界面 具体操作: 1.单击"矩阵系统设置"->"网络编号",
实验五按键消抖 一. 实验目的 1. 掌握QuartusII的硬件描述语言设计方法 2. 了解同步计数器的原理及应用 3. 设计一个带使能输入、进位输出及同步清零的增1四位N (N<16)进制同步计数器 二. 准备知识 在按键使用的过程中，常常遇到按键抖动的问题，开关在闭合（断开）的瞬间，不能一接触就一直保持导通（断开），因为开关的机械特性，重要经历接触－断开－再接触－再断开，最终稳定在接触位置，这就是开关的抖动，即虽然只是按下按键一次然后放掉，结果在按键信号稳定前后，竟出现了一些不该存在的噪声，这样就会引起电路的误动作。在很多应用按键的场合，要求具有消抖措施。按键抖动与开关的机械特性有关，其抖动期一般为5-10ms。 键按下 键稳定 前沿抖动后沿抖动 图5.1 按键电平抖动示意图 按键的消除抖动分为硬件消除抖动和软件消除抖动。硬件消除抖动一般采用滤波的方法，通常在按键两端并联一个1~10u左右的电容，有时这样也不能完全消除按键的抖动。软件消除抖动的方法有多种，常用的是延时扫描和定时器扫描。延时扫描其原理为：检测到按键操作后延时一端时间(如10ms)后，再检测是否为仍然为同样的按键操作状态，如果相同，就认为是进行了按键操作，然后对该操作进行相应的处理。定时器扫描的原理是：每隔一端时间(几毫秒)扫描一次键盘，如果连续两次(或3次)的所获得的按键状态相同，就输出按键状态，然后再对这种按键状态进行处理，这里的扫描时间间隔和连续判断按键状态的次数是有关系的，一般总时间要大于按键的抖动期。如果总时间太长，则感觉按键迟钝，太短可能不能完全消除抖动，要根据实际的情况合适的选择。 在实际电路设计中，经常采用的是软硬件相结合对按键进行消除抖动的处理方法。 本实验采用的方法：实验箱按键的硬件电路是共阳极电路，按下按键时输出到FPGA管脚的电平为低电平，松开按键时为高电平。我们采用5ms的定时器扫描FPGA管脚电平，如果连续3次为低电平时，存储连续按键状态的次数CNT的值加1，直到该计数值等于10（或再大一些），就不再累加(防止长按该值溢出而重新计数)，此时认为按键已稳定，输出按键操作标志；在该过程中，一旦FPGA管脚电平为低电平就对CNT复位清零并同时对按键操作标志位复位，即一个异步复位。 本实验采用的方法：实验箱按键的硬件电路是共阳极电路，按下按键时输出到FPGA管脚的电平为低电平，松开按键时为高电平。我们采用5ms的定时器扫描采样FPGA管脚电平，如果连续3次为低电平时，可以认为此时按键已稳定，输出一个低电平按键信号；继续采样的过程中如果不能满足连续3次采样为低，则认为键稳定状态结束，这时输出变为高电平(连线3次采用信号相“或”)，
键盘控制器 （KEYBOARD CONTROLLER）使用说明书Operation Instruction Copyright 2003-2009. All Rights Reserved.
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目录 第一部分键盘操作 (4) 1.1 设备概述 (4) 1.2 开机运行 (6) 1.3 键盘登录 (6) 1.4 键盘注销 (6) 第二部分控制监控主机 (6) 2.1 选择监视器 (6) 2.2 选择图像 (7) 2.3 向前、向后切换图像 (7) 2.4 图像保持 (7) 2.5 主机自由切换 (7) 2.6 主机程序切换 (8) 2.7 主机同步切换 (9) 2.8 主机群组切换 (10) 2.9 屏幕分割控制 (10) 2.10 屏幕拼接控制 (10) 2.11 保存主机当前设置 (11) 2.12 网络主机控制 (11) 2.13 监控主机菜单设置 (11) 第三部分控制摄像机 (12) 3.1 选择摄像机 (12) 3.2 控制摄像机方向 (12) 3.3 控制摄像机镜头 (13) 3.4 预置位操作 (13) 3.5 图像返回 (14) 3.6 自动巡视 (14) 3.7 轨迹扫描 (14) 3.8 区域扫描 (15) 3.9 云台自动扫描 (15) 3.10 操作辅助功能 (16) 3.11 智能摄像机菜单设置 (16) 第四部分控制报警主机 (16) 4.1 选择警点 (16) 4.2 防区警点设防、撤防 (16)
【012】按键消抖 点击数：919 发布日期：2006-6-23 19:29:00 【收藏】【评论】【打印】【编程爱好者论坛】【关闭】 参考: 《单片机原理及接口技术》（李朝青） 按键电路：常用的非编码键盘，每个键都是一个常开开关电路。 按键消抖： 通常的按键所用开关为机械弹性开关，当机械触点断开、闭合时，电压信号小型如下图。由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动，如下图。抖动时间的长短由按键的机械特性决定，一般为5ms～10ms。这是一个很重要的时间参数，在很多场合都要用到。 按键稳定闭合时间的长短则是由操作人员的按键动作决定的，一般为零点几秒至数秒。键抖动会引起一次按键被误读多次。为确保CPU对键的一次闭合仅作一次
处理，必须去除键抖动。在键闭合稳定时读取键的状态，并且必须判别到键释放稳定后再作处理。按键的抖动，可用硬件或软件两种方法。 <1> 硬件消抖：在键数较少时可用硬件方法消除键抖动。下图所示的RS触发器为常用的硬件去抖。 图中两个“与非”门构成一个RS触发器。当按键未按下时，输出为1;当键按下时，输出为0。此时即使用按键的机械性能，使按键因弹性抖动而产生瞬时断开（抖动跳开B），中要按键不返回原始状态A，双稳态电路的状态不改变，输出保持为0，不会产生抖动的波形。也就是说，即使B点的电压波形是抖动的，但经双稳态电路之后，其输出为正规的矩形波。这一点通过分析RS触发器的工作过程很容易得到验证。 <2> 软件消抖：如果按键较多，常用软件方法去抖，即检测出键闭合后执行一个延时程序，产生5ms～10ms的延时，让前沿抖动消失后再一次检测键的状态，如果仍保持闭合状态电平，则确认为真正有键按下。当检测到按键释放后，也要给5ms～10ms的延时，待后沿抖动消失后才能转入该键的处理程序。
按键消抖 无论Nexys4开发板还是zedboard开发板，开发板上的按钮和拨动开关都是机械弹性开关，当机械触点断开、闭合时，由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动，为了不产生这种现象而作的措施就是按键消抖。 在时序逻辑电路中，我们通常需要手动产生一个上升沿或者一个下降沿，如将拨动开关拨上去（由0到1），这样就产生了一个上升沿；吧拨动开关从上面拨下来（由1到0），这样就产生了一个下降沿。如果开关有机械抖动的话，那么将开关从下拨到上或从上拨到下面，就会产生若干个上升沿或下降沿，如图1，这样电路就会产生意想不到的情况。因此，如果将拨动开关当作时钟使用，必须对其进行消抖。 抖动时间的长短由按键的机械特性决定，一般为20ms左右。 图1 按键抖动图 消抖是为了避免在按键按下或是抬起时电平剧烈抖动带来的影响。按键的消抖，可用硬件或软件两种方法。 硬件消抖
在键数较少时可用硬件方法消除键抖动。图2所示的RS触发器为常用的硬件去抖电路。 图2 利用RS触发器消除按键抖动 图中两个“与非”门构成一个RS触发器。当按键未按下时，输出为0;当键按下时，输出为1。此时即使用按键的机械性能，使按键因弹性抖动而产生瞬时断开（抖动跳开B），只要按键不返回原始状态A，双稳态电路的状态不改变，输出保持为0，不会产生抖动的波形。也就是说，即使B点的电压波形是抖动的，但经双稳态电路之后，其输出为正规的矩形波。 软件消抖 如果按键较多，常用软件方法去抖，即检测出键闭合后执行一个延时程序，20ms左右的延时，让前沿抖动消失后再一次检测键的状态，如果仍保持闭合状态电平，则确认为真正有键按下。当检测到按键释放后，也要给20ms左右的延时，待后沿抖动消失后才能转入该键的处理程序。
在使用单片机搭建有人机交互的系统时需要用到键盘，因为单片机工作时间都是纳秒与毫秒级别，但是我们人体的反应时间最少要0.2秒，之间差距很大，现实过程中也会不小心碰到按键，正常的按下按键应该是持续数十秒的稳定。一、按键电路常用的非编码键盘,每个在使用单片机搭建有人机交互的系统时需要用到键盘，因为单片机工作时间都是纳秒与毫秒级别，但是我们人体的反应时间最少要0.2秒，之间差距很大，现实过程中也会不小心碰到按键，正常的按下按键应该是持续数十秒的稳定。 一、按键电路 常用的非编码键盘,每个键都是一个常开开关电路。 计数器输入脉冲最好不要直接接普通的按键开关，因为记数器的记数速度非常快,按键、触点等接触时会有多次接通和断开的现象。我们感觉不到，可是记数器却都记录了下来。例如，虽然只按了1下,记数器可能记了3下。因此，使用按键的记数电路都会增加单稳态电路避免记数错误。 二、按键消抖 通常的按键所用开关为机械弹性开关,当机械触点断开、闭合时,电压信号小型如下图。由于机械触点的弹性作用,一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通,在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动,如下图。抖动时间的长短由按键的机械特性决定,一般为5ms～10ms。这是一个很重要的时间参数,在很多场合都要用到。
按键稳定闭合时间的长短则是由操作人员的按键动作决定的,一般为零点几秒至数秒。键抖动会引起一次按键被误读多次。为确保CPU对键的一次闭合仅作一次处理,必须去除键抖动。在键闭合稳定时读取键的状态,并且必须判别到键释放稳定后再作处理。按键的抖动,可用硬件或软件两种方法。 三、硬件消抖 在键数较少时可用硬件方法消除键抖动。下图所示的RS触发器为常用的硬件去抖。消抖电路如下 图中两个“与非”门构成一个RS触发器。当按键未按下时,输出为1;当键按下时,输出为0。此时即使用按键的机械性能,使按键因弹性抖动而产生瞬时断开（抖动跳开B）,中要按键不返回原始状态A,双稳态电路的状态不改变,输出
新型的按键扫描程序 核心算法： unsigned char Trg; unsigned char Release; unsigned char Cont; void KeyRead( void ) { unsigned char ReadData = PINB^0xff; // 1 读键值 Trg = ReadData & (ReadData ^ Cont); // 2 得到按下触发值 Release=(ReadData^Trg^Cont); //3 得到释放触发值 Cont = ReadData; //4 得到所有未释放的键值 } 下面是程序解释： Trg（triger）代表的是触发，Cont（continue）代表的是连续按下。 1：读PORTB的端口数据，取反，然后送到ReadData 临时变量里面保存起来。 2：算法1，用来计算触发变量的。一个位与操作，一个异或操作，我想学过C语言都应该懂吧？Trg为全局变量，其它程序可以直接引用。 3：算法2，用来计算连续变量。 我们最常用的按键接法如下：A VR是有内部上拉功能的，但是为了说明问题，我是特意用外部上拉电阻。那么，按键没有按下的时候，读端口数据为1，如果按键按下，那么端口读到0。下面就看看具体几种情况之下，这算法是怎么一回事。 （1）没有按键的时候 端口为0xff，ReadData读端口并且取反，很显然，就是0x00 了。 Trg = ReadData & (ReadData ^ Cont); （初始状态下，Cont也是为0的）很简单的数学计算，因为ReadData为0，则它和任何数“相与”，结果也是为0的。 Cont = ReadData; 保存Cont 其实就是等于ReadData，为0；
. 目录 摘要 (1) 第一章EDA技术简介 (2) 第二章按键去抖设计要求 (4) 第三章按键去抖分析 (4) 第四章按键去抖设计方案 (5) 第五章按键去抖模块 (6) 5.1 去抖动电路模块 (6) 5.2 去抖动电路模块程序 (6) 5.3 按键扫描模块 (9) 5.4 按键扫描程序 (10) 第六章按键去抖的顶层原理图设计 (11) 6.1 顶层原理图的源文件 (11) 6.2顶层原理图的时序仿真图 (12) 第七章学习心得 (13) 课程设计评分表............................................................................................................... 错误!未定义书签。
摘要 为了解决FPGA/ CPLD 系统的按键抖动问题, 用VH DL 语言有限状态机的方法, 在S0 状态下检测到有按键操作则转入延时状态S1 ,延时结束后, 用状态S2 , S3 , S4 对按键进行连续三次取样,如果三次取样均为低电平, 则转入状态S5并输出按键确认信号,否则, 返回状态S0。电路经仿真分析, 并下载到, EPM7128ATC100 芯片进行了验证, 能够确保每次按键操作,产生一次按键确认, 有很好的按键消抖效果, 性能稳定。主要创新点是用VHDL语言有限状态机设计按键的消抖。 关键词:按键消抖; 电路仿真; VH DL;状态机
第一章EDA技术简介 随着电子技术和计算机技术的飞速发展，电子线路的设计工作也日益显得重要。经过人工设计、制作实验板、调试再修改的多次循环才定型的传统产品设计方法必然被计算机辅助设计所取代，因为这种费时费力又费资源的设计调试方法既增加了产品开发的成本，又受到实验工作场地及仪器设备的限制。 为了克服上述困难，加拿大Interactive Image Technologies公司推出的基于Windows 95／98／NT操作系统的EDA软件（Electronics Workbench“电子工作台”，EWB）。他可以将不同类型的电路组合成混合电路进行仿真。EWB 是用在计算机上作为电子线路设计模拟和仿真的新的软件包，是一个具有很
主控键盘 （SYSTEM KEYBOARD）使用说明书（中文版第一版）
注意事项： 1.安装场所 远离高温的热源和环境，避免阳光直接照射。 为确保本机的正常散热，应避开通风不良的场所。 为了防止电击和失火，请勿将本机放置于易燃、易爆的场所。 小心轻放本机避免强烈碰撞、振动等，避免安装在会剧烈震动的场所。避免在过冷、过热的场所间相互搬动本机，以免机器内部产生结露，影响机器的使用寿命。 2.避免电击和失火 切记勿用湿手触摸电源开关和本机。 勿将液体溅落在本机上，以免造成机器内部短路或失火。 勿将其它设备直接放置于本机上部。 安装过程中进行接线或改线时，都应将电源断开，预防触电。 重要提示： 为了避免损坏，请勿自动拆开机壳，必须委托有资格有专业维修人员在指定的维修单位进行维修。 清洁装置时,请勿使用强力清洗剂,当有灰尘时用干布擦拭装置。 不得在电源电压过高和过低的场合下使用该本机。 务请通读本使用说明书，以便您掌握如何正确使用本机。当您读本说明书后，请把它妥善保存好，以备日后参考。如果需要维修，请在当地与经本公司授权的维修站联系。 环境防护： 本机符合国家电磁辐射标准，对人体无电磁辐射伤害。 申明： 产品的发行和销售由原始购买者在许可协议条款下使用； 未经允许，任何单位和个人不得将该产品全部或部分复制、再生或翻译成其它机器可读形式的电子媒介； 本手册若有任何修改恕不另行通知； 因软件版本升级而造成的与本手册不符，以软件为准。
目录 设备概述 (3) 第一部分控制矩阵切换系统 (4) 1.1 键盘通电 (4) 1.2 键盘操作加锁 (4) 1.3 键盘操作解锁 (4) 1.4 键盘密码设置 (4) 1.5 选择监视器 (5) 1.6 选择摄像机 (5) 1.7 控制解码器 (5) 1.8 控制智能高速球 (6) 1.9 操作辅助功能 (7) 1.10系统自由切换 (8) 1.11系统程序切换 (9) 1.12系统同步切换 (10) 1.13系统群组切换 (10) 1.14报警联动 (10) 1.15防区警点 (11) 1.16警点状态 (11) 1.17声音开关 (11) 第二部分控制数字录像机、画面处理器 (11) 2.1 进入数字录像机、画面处理器模式 (11) 2.2 退出数字录像机、画面处理器模式 (11) 2.3 选择数字录像机、画面处理器 (11) 2.4 控制数字录像机、画面处理器 (12) 第三部分设置连接 (12) 3.1 键盘工作模式 (12) 3.2键盘与矩阵主机连接示意图 (14) 3.3键盘解码器连接示意图 (15) 3.4键盘与小型系统连接示意图 (16) 3.5键盘与智能高速球连接示意图 (16)