FPGA开发第四弹：触摸按键控制LED灯实验

触控按键的分类

电阻式、电容式、红外感应式以及表面声波式

本次实验的触摸按键为电容式触摸，下图为触摸过程电容的变化示意图。

触摸按键电路原理图

触摸IC型号为AR101（JL223B与AR101完全兼容），可以通过OP1和OP2两个引脚选择不同的工作模式：OP1拉低时，OUT引脚输出信号高电平有效；OP1拉高时，OUT输出信号低电平有效。

OP2拉低时，触摸IC处于同步模式（非自锁），即触摸时输出有效电平，松开后输出无有效电平；OP2拉高时触摸IC处于保持状态（自锁），检测到触摸操作后输出有效电平，松开后，输出电平保持不变，当再次检测到触摸操作时，输出电平变化并继续保持。

系统时钟、复位按键、触摸按键和LED灯的管脚分配如下表。

对应的XDC约束语句如下图所示：

#时钟约束
creat_clock -name clk -period 20[get_ports clk]#IO约束
set_property -dict {PACKAGE_PIN R4 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports clk]
set_property -dict {PACKAGE_PIN U2 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports rst]
set_property -dict {PACKAGE_PIN T5 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports touch_key]
set_property -dict {PACKAGE_PIN R2 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports led]

模块端口及信号连接图

触摸按键控制LED代码：

module touch_led(input clk,input rst,input touch_key,output reg led
);reg touch_key0;reg touch_key1;wire touch_out;//上升沿触发器assign touch_out=(~touch_key1)&touch_key0; //当touch_key1为0//并且touch_key0时touch_out为1，否则都为0always @(posedge clk or negedge rst)
begin
if(rst==0)begintouch_key0<=1'b0;touch_key1<=1'b0;end
elsebegintouch_key0<=touch_key;touch_key1<=touch_key0;end
end//经典的边沿检测电路，检测touch_key的上升沿来捕获按键按下的信号
//一旦检测到按键按下，输出一个时钟周期的脉冲touch_outalways @(posedge clk or negedge rst)
begin
if(rst==0)led<=1'b1;//默认状态是高电平
elsebeginif(touch_out==1)//高电平led状态翻转,条件是touch_key1==0&touch_key0==1//就是touch_key0从0变为1，就是一个上升沿触发，只有当上升沿触发的时候才会led电平翻转led<=~led;end
end
endmodule

测试代码Testbentch

`timescale 1ns/1psmodule test();reg clk;
reg rst;
reg touch_key;//需要赋值，定义为regwire led;always #10 clk=~clk;always
begin
clk=1'b0;
rst=1'b0;
touch_key=0;
#200
rst=1'b1;
#40 touch_key=1'b1;
#200 touch_key=1'b0;
#40 touch_key=1'b1;
#200 touch_key=1'b0;
#40 touch_key=1'b1;
#200 touch_key=1'b0;
#40 touch_key=1'b1;
#200 touch_key=1'b0;
endtouch_led lh(
.clk(clk),
.rst(rst),
.touch_key(touch_key),
.led(led)
);//例化程序endmodule

仿真结果如下图所示

分析综合

约束输入

然后要设计实现

下载比特流

具体操作过程可以参考FPGA开发第一弹：FPGA开发第一弹：Vivado软件安装、开发使用与工程建立_WeeHours.的博客-CSDN博客_vivado 设置顶层

以上就是我进行的触摸按键实验，继续熟悉整个FPGA开发的流程，如果自己做的项目的话其实每一步基本都不能缺失，每一步都需要我们认真总结掌握，多练几次也就熟练了！欢迎大家私信我一同交流学习，也欢迎大家批评指正！

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