优秀滤波算法应用

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优秀滤波算法应用

       我们平常所用的按键为机械弹性开关，由于触点的弹性作用，按键在闭合时不会马上稳定的接通，而是有一段时间的抖动，在断开时也不会立即断开。抖动时间由按键的机械特性所决定，一般为5ms~10ms。所以我们在做按键检测时都要加一个消抖的过程。按键消抖主要有两种方案：一是硬件消抖；二是软件消抖。下面结合一个例程来看看老外是如何实现软件消抖的。

entity top is
    Port ( btn_0 : in  STD_LOGIC;
3 x$ F* j4 i' @( ^, c% X0 m, s           clk : in  STD_LOGIC;
           led : out  STD_LOGIC);
! k% q. k. X8 b& U$ |. j  oend top;

architecture Behavioral of top is
constant CNTR_MAX : std_logic_vector(15 downto 0) := (others => '1');
signal btn0_cntr : std_logic_vector(15 downto 0) := (others => '0');
signal led_r : std_logic := '0';
signal btn0_reg : std_logic := '0';
6 K9 g2 d9 S, Vbegin
  L# E, ]4 W/ C: B+ F1 a4 e. t2 Xbtn0_debounce_process : process (CLK)
begin
$ K8 ~/ U' \' F6 w0 R( F! c2 J if (rising_edge(CLK)) then
( X. @" s! L  [  if (btn0_cntr = CNTR_MAX) then
% L( O5 s* S+ U   btn0_reg <= not(btn0_reg);
  end if;
end if;
end process;
btn0_counter_process : process (CLK)
begin
, z5 k" v! Z# G8 n  e if (rising_edge(CLK)) then
$ M, I* W  j2 [8 v; _  if ((btn0_reg = '1') xor (btn_0 = '1')) then
$ c2 o& P  }9 R# _3 y5 w   if (btn0_cntr = CNTR_MAX) then
    btn0_cntr <= (others => '0');
0 w. d( |, m. ?0 a   else
; k3 k3 O" c/ B7 s    btn0_cntr <= btn0_cntr + 1;
. Z, C# Z' ?0 k, E% h* }   end if;
8 g  @3 Z5 l' b3 u+ C! k9 ?8 H  else
5 O! _+ l' P1 E- O, Q4 U   btn0_cntr <= (others => '0');
  end if;
, P1 J6 R* R6 ?* e end if;
* ^, d: r( `5 G: dend process;
process(btn0_reg)
' M. r* N0 p/ s( c3 pbegin
if rising_edge(btn0_reg) then
  led_r <= not (led_r);
end if;
end process;
led <= led_r;
end Behavioral;
6 [  }# I9 k; q- p& \( g% y8 g. q       一般人的做法是：当第一次检测到按键被按下后，执行一个延时程序，产生一个5ms~10ms的延时程序，然后再一次检测按键的状态，如果仍保持按键闭合状态电平，则认为确实有按键按下。这种办法不失为一种不错的解决方案，但是不同按键的机械特性不同，就算是同一型号按键机械特性或多或少也会有所不同，这样一来，延时时间不好确定。而上面的这段代码很好的解决了这一问题，下面我们来具体分析一下。当有按键按下
即btn_0 = '1'，计数器启动开始计数，并且不断检测按键的状态。如果是抖动，计数器会被清零；如果按键闭合状态时的电平保持一段时间不发生变化，我们就认为当前有按键按下。同理，按键释放时也会执行类似的过程。按上述分析，我们会得到如下结论：btn0_reg出现上升沿代表有按键按下。上述例程的实验现象是：随着按键的按下LED交替点亮熄灭。

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