4x4键盘翻转扫描带消抖，4位数码管显示Verilog实现
本帖最后由 skyxjh 于 2013-5-2 21:32 编辑刚学FPGA，基于红色飓风II开发板实现了4x4键盘翻转法扫描带消抖，4位数码管动态扫描显示，模块化设计，方便移植。
module ledbeepkeypad ( //顶层模块
input clk, //时钟50MHz
input rst, //复位信号，低电平复位
inout keypad, //4x4键盘行线列线
output ledd, //数码管段码数据接口
output ledc, //数码管位控制接口
output beep, //蜂鸣器，高电平响，低电平停
);
reg keycode = 5'h10; //当前按键编码，5'h0d表示编号为h0d的按键按下，5'h1x表示没有按键按下或非法按键组合
reg lednum = 16'h1234; //4位数码管显示数据BCD码
reg dotpoint = 4'b0000; //小数点,1表示对应位小数点显示
reg cnt = 19'd0; //19位记数器，用于时序控制
always @ (posedge clk) cnt = cnt + 1'b1; //记数器向上记数
keypad4x4scan keypad1(.clk(cnt),.keyp(keypad),.keycode(keycode));//4x4键盘扫描，时钟50M/(2^19)=95Hz
keylogic keylogic1(.rst(rst),.clk(cnt),.keycode(keycode),.beep(beep),.lednum(lednum),.dotpoint(dotpoint)); //按键处理逻辑
led4disp disp1(.clk(cnt),.lednum(lednum),.dotpoint(dotpoint),.ledd(ledd),.ledc(ledc)); //4位数码管显示，时钟50M/(2^17)=381Hz
endmodule
//////////////////////////////////////////////////////////////////
//keyp7 7 8 9 A //
//keyp6 4 5 6 B //
//keyp5 1 2 3 C //
//keyp4 0 F E D //
// keyp3 keyp2 keyp1 keyp0 //
/////////////////////////////////////////////////////////////////
module keypad4x4scan ( //键盘扫描子模块
input wire clk, //时钟>50Hz
inout wire keyp, //键盘行（外接上拉电阻）列输入
output reg keycode //按键编码
);
reg keyc = 8'd0; //按键编码
reg swap = 1'b0; //行列翻转扫描标志
assign keyp = swap ? 8'h0z : 8'hz0; //swap为1时keyp输出低电平，keyp上拉输入；
//swap为0时keyp上拉输入，keyp输出低电平；
always @ (posedge clk) begin
case (swap)
1'b1: keyc = keyp; //swap为1时读取keyp电平值
default: keyc = keyp; //swap为0时读取keyp电平值
endcase
swap <= ~swap; //行列翻转
end
always @ (keyc) begin
case (keyc) //按键编码
8'b1110_0111: keycode = 5'h0;
8'b1101_0111: keycode = 5'h1;
8'b1011_0111: keycode = 5'h4;
8'b0111_0111: keycode = 5'h7;
8'b1110_1011: keycode = 5'hf;
8'b1101_1011: keycode = 5'h2;
8'b1011_1011: keycode = 5'h5;
8'b0111_1011: keycode = 5'h8;
8'b1110_1101: keycode = 5'he;
8'b1101_1101: keycode = 5'h3;
8'b1011_1101: keycode = 5'h6;
8'b0111_1101: keycode = 5'h9;
8'b1110_1110: keycode = 5'hd;
8'b1101_1110: keycode = 5'hc;
8'b1011_1110: keycode = 5'hb;
8'b0111_1110: keycode = 5'ha;
default: keycode = 5'h10; //无按键按下或无效按键组合
endcase
end
endmodule
module keylogic( //按键处理子模块
input wire rst, //低电平复位信号
input wire clk, //时钟>50Hz
input wire keycode, //按键编码，5'h1x表示无按键按下或无效按键组合，5'h0x表示编号为x的按键按下
output reg lednum, //4位数码管显示数据
output reg dotpoint, //小数点驱动，1表示对应位显示小数点
output reg beep //蜂鸣器驱动
);
reg keypressdone = 1'b1; //按键已处理标志，1表示已处理，0表示未处理
reg keycode1 = 5'h10; //上一次检测到的按键值，用于消抖
always @ (posedge clk) begin
if(rst) begin
if (keycode1 == keycode) begin //连续2次检测到的按键值相同，稳定
if (keycode) begin //确认按键弹起
beep = 1'b0; //按键弹起时蜂鸣器停
keypressdone = 1'b1; //置按键已处理标志，准备处理下一次按键
end
else if (keypressdone) begin //有按键按下，按键处理，只处理1次
lednum = lednum << 4; //数码管前3位显示前3次按键值
lednum = keycode1; //数码管第4位显示当前按键值
dotpoint = 4'b0100; //小数点后2位数字
beep = 1'b1; //按键按下时蜂鸣器响
keypressdone = 1'b0; //按键未弹起之前按键已处理标志清零
end
else ; //按键已处理
end
else ; //连续2次检测到的按键值不同（抖动）
end
else begin //复位
lednum = 16'd0; //显示清零
dotpoint = 2'd0; //不显示小数点
beep = 1'b0; //蜂鸣器停
end
keycode1 = keycode; //保存当前按键值
end
endmodule
module led4disp(//4位数码管显示子模块
input wire clk, //时钟>240Hz
input wire lednum, //4数码管显示数字BCD码
input wire dotpoint, //小数点,1表示对应位小数点显示
output reg ledd, //数码管段码数据接口
output reg ledc //数码管位选接口
);
reg ledmsk = 5'h0; //数码管驱动位图索引
reg ledbit = 2'd0; //数码管位扫描
always @ (posedge clk) begin //动态扫描4位数码管显示,刷新频率>60Hz
ledbit = ledbit + 1'b1; //位扫描
end
always @ (ledbit,lednum) begin
case (ledbit) //数码管当前位段码
2'd3: ledmsk = lednum; //第1位
2'd2: ledmsk = lednum; //第2位
2'd1: ledmsk = lednum; //第3位
default: ledmsk = lednum; //第4位
endcase
end
assign ledc = 4'b1 << ledbit; //数码管位选择，阴极加NPN三极管反向控制，高电平位选
assign ledd = (dotpoint & ledc) ? 1'b1 : 1'b0; //小数点驱动
always @ (ledmsk) begin
case (ledmsk) //共阴极数码管段码数据输出
5'h0: ledd = 7'b011_1111; //显示数字0
5'h1: ledd = 7'b000_0110; //显示数字1
5'h2: ledd = 7'b101_1011; //显示数字2
5'h3: ledd = 7'b100_1111; //显示数字3
5'h4: ledd = 7'b110_0110; //显示数字4
5'h5: ledd = 7'b110_1101; //显示数字5
5'h6: ledd = 7'b111_1101; //显示数字6
5'h7: ledd = 7'b000_0111; //显示数字7
5'h8: ledd = 7'b111_1111; //显示数字8
5'h9: ledd = 7'b110_1111; //显示数字9
5'hA: ledd = 7'b111_0111; //显示数字A
5'hB: ledd = 7'b111_1100; //显示数字B
5'hC: ledd = 7'b011_1001; //显示数字C
5'hD: ledd = 7'b101_1110; //显示数字D
5'hE: ledd = 7'b111_1001; //显示数字E
5'hF: ledd = 7'b111_0001; //显示数字F
default: ledd = 7'b000_0000; //不显示
endcase
end
endmodule
编辑说明：排版调整 FPAG引脚内部上拉设置方法：
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