1. STEP-MXO2第一代

1. 掌握FPGA边沿检测的设计
2. 掌握按键消抖的原理
3. 基于小脚丫STEP-MXO2第一代开发平台实现按键消抖的功能，实现脉冲和状态翻转输出。

按键抖动的原理

• 抖动的产生 ：通常的按键所用的开关为机械弹性开关，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。
• 消除抖动的措施：在按键按下的时刻，会出现波形的抖动，在之后的一段时间内，才会出现平稳的波形。我们舍弃了刚刚检测到按键按下的时刻，读取这一时刻之后20ms左右的按键信息，这样可以防止一次按键被误读多次。

根据上面的原理描述，我们可以对按键的输入管脚进行边沿检测，当检测到输入信号变化后计数清零并开始计数，计数到20ms时进行采样，然后再对每次采样的值进行下降沿检测，检测的结果作为按键消抖的脉冲输出，然后每次检测到下降沿时让状态输出进行翻转并输出。

为了方便我们在硬件平台上更直观的观察，我们使用25MHz时钟晶振分频产生1Hz的信号作为序列检测的时钟，按键信号作为按键消抖的信号输入，LED灯LD1和LD2分别作为按键消抖的脉冲和状态输出指示。

如上图所示，我们首先进行边沿检测，边沿检测的方法是定义一个寄存器对输入信号进行锁存，然后将寄存器的数据与下一个时刻的输入信号做对比，如果两者不相等则认为输入信号在这个时间段发生了变化，产生了边沿，key_an产生高电平的脉冲。

reg  key_rst;   
//Register key_rst, lock key1_n to next clk
always @(posedge clk  or  negedge rst_n)
    if (!rst_n) key_rst <= 1'b1;
    else  key_rst <=key1_n;
 
//Detect the edge of key1_n
wire  key_an = (key_rst==key1_n)? 0:1;

当key_an产生脉冲时，计数器cnt清零并计数，因为我们要采集输入信号变化后20ms的状态值，系统时钟25MHz，计数器终值 = 25MHz/50 = 500000，所以计数器计数到500000时采样。

reg  low_sw;
//Lock the status to register low_sw when cnt count to 19'd500000
always @(posedge clk  or  negedge rst_n)
    if (!rst_n)  low_sw <= 1'b1;
	else if (cnt == 19'd500000)
        low_sw <= key1_n;

然后对将采样寄存器lowsw的数据锁存至寄存器lowsw_r，然后检测下降沿（因为我们的硬件是按键时输出低电平，采用下降沿实时性更好一些）。

//Detect the negedge of low_sw, generate pulse
assign key_pulse= low_sw_r & ( ~low_sw);

引脚分配如下：

• 按键消抖原理
• 边沿检测设计

• 点亮led灯
• Lattice MachXO2数据手册