FPGA之按键控制LED

一、按键开关

1、按键开关（轻触开关）：主要是指轻触式按键开关，属于电子元器件类，使用时以满足操作力的条件向开关操作方向施压开关功能闭合接通，当撤销压力时开关即断开，其内部结构是靠金属弹片受力变化来实现通断的。

2、自锁按键：在开关按钮第一次按时，开关接通并保持，即自锁，在开关按钮第二次按时，开关断开，同时开关按钮弹出来。自锁开关一般是指开关自带机械锁定功能，按下去，松手后按钮是不会完全跳起来的，处于锁定状态，需要再按一次，才解锁完全跳起来。

二、硬件设计

1、按键模块原理图如下：

对于管脚分配，可查看对应的FPGA原理图。

2、实验目的

使用开发板上的四个按键控制四个LED灯，没有按键按下时，四个灯全灭；当按下KWEY0时，实现自右向左的流水灯；当按下KWEY1时，实现自左向右的流水灯；当按下KWEY2时，实现四个灯同时闪烁；当按下KWEY3时，实现四个灯全亮。

3、系统框图如下：

50Hhz时钟：由开发板上的晶振提供；

rst复位信号：由开发板上的复位按键提供；

三、程序代码

module key_led(input clk,input rst_n,  //(_n表示复位信号低电平有效)input [3:0] key,  //key的位宽为4output reg [3:0] led   //led的位宽为4);//定义计数器reg [23:0] cnt;//定义状态计数器,4个状态，所以计数器位宽是2reg [1:0] led_ctrl;//always模块定义一个0.2s的计数器
always @ (posedge clk or negedge rst_n) begin //用一个上升沿或者下降沿触发always模块if(!rst_n)cnt <= 24'd0; //清零elseif(cnt < 24'd10000000)cnt <= cnt + 1'b1; //累加elsecnt <= 24'd0; //清零
end//每隔0.2s改变计数器状态
always @ (posedge clk or negedge rst_n) begin //用一个上升沿或者下降沿触发always模块if(!rst_n)  //复位led_ctrl <= 2'd0; //状态计数器清零，led_ctrl位宽为2，所以是2'd0;elseif(cnt == 24'd1000_0000) //0.2s时，计数器加1led_ctrl <= led_ctrl + 1'b1;  //累加elseled_ctrl <= led_ctrl;
end //根据按键改变led状态
always @ (posedge clk or negedge rst_n) begin //用一个上升沿或者下降沿触发always模块if(!rst_n)  //复位led <= 4'b0000; //状态计数器清零，led为4种状态，所以是4'b0000; elseif(key[0] == 1'b0) case(led_ctrl)   //从右向左的流水灯2'd0:  led <= 4'b1000;2'd1:  led <= 4'b0100;2'd2:  led <= 4'b0010;2'd3:  led <= 4'b0001;   endcaseelse if(key[1] == 1'b0) case(led_ctrl)   //从左向右的流水灯2'd0:  led <= 4'b0001;2'd1:  led <= 4'b0010;2'd2:  led <= 4'b0100;2'd3:  led <= 4'b1000;   endcaseelse if(key[2] == 1'b0) case(led_ctrl)   //四个灯同时闪烁2'd0:  led <= 4'b1111;2'd1:  led <= 4'b0000;2'd2:  led <= 4'b1111;2'd3:  led <= 4'b0000;   endcaseelse if(key[3] == 1'b0)   //四个灯全亮led <= 4'b1111;else     //无按键按下时，灯全灭led <= 4'b0000;
endendmodule

四、演示视频

FPGA学习笔记之按键控制LED演示效果

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