差别

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--- 旋转编码器模块 [2017/06/06 11:01]
anran [硬件说明]
+++ 旋转编码器模块 [2017/06/06 11:23]
anran [相关资料]
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 // >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> COPYRIGHT NOTICE <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
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-// Module: Array_KeyBoard
+// Module: Encoder
 //
 // Author: Step
 //
-// Description: Array_KeyBoard
+// Description: Driver for rotary encoder
 //
 // Web: www.stepfapga.com
 //
 // --------------------------------------------------------------------
 // Code Revision History :
 // --------------------------------------------------------------------
 // Version: |Mod. Date:   |Changes Made:
-// V1.0     |2015/11/11   |Initial ver
+// V1.0     |2016/04/20   |Initial ver
 // --------------------------------------------------------------------
-module Array_KeyBoard #
+module Encoder
 (
-	parameter			NUM_FOR_200HZ = 60000	//定义计数器cnt的计数范围，例化时可更改
+input					clk_in,			//系统时钟
-)
+input					rst_n_in,		//系统复位，低有效
-(
+input					key_a,			//旋转编码器A管脚
-	input					clk_in,			//系统时钟
+input					key_b,			//旋转编码器B管脚
-	input					rst_n_in,		//系统复位，低有效
+input					key_ok,			//旋转编码器D管脚
-	input			[3:0]	col,			//矩阵按键列接口
+output	reg				Left_pulse,		//左旋转脉冲输出
-	output	reg		[3:0]	row,			//矩阵按键行接口
+output	reg				Right_pulse,	//右旋转脉冲输出
-	output	reg		[15:0]	key_out			//消抖后的信号
+output					OK_pulse		//按动脉冲输出
 );
-/*
-因使用4x4矩阵按键，通过扫描方法实现，所以这里使用状态机实现，共分为4种状态
+localparam				NUM_500US	=	6_000;
-在其中的某一状态时间里，对应的4个按键相当于独立按键，可按独立按键的周期采样法采样
-周期采样时每隔20ms采样一次，对应这里状态机每隔20ms循环一次，每个状态对应5ms时间
-对矩阵按键实现原理不明白的，请去了解矩阵按键实现原理
-*/
-	localparam			STATE0 = 2'b00;
-	localparam			STATE1 = 2'b01;
-	localparam			STATE2 = 2'b10;
-	localparam			STATE3 = 2'b11;
-	//计数器计数分频实现5ms周期信号clk_200hz
+reg				[12:0]	cnt;
-	reg		[15:0]		cnt;
+//计数器周期为500us，控制键值采样频率
-	reg					clk_200hz;
+always@(posedge clk_in or negedge rst_n_in) begin
-	always@(posedge clk_in or negedge rst_n_in) begin
+	if(!rst_n_in) cnt <= 0;
-		if(!rst_n_in) begin		//复位时计数器cnt清零，clk_200hz信号起始电平为低电平
+	else if(cnt >= NUM_500US-1) cnt <= 1'b0;
-			cnt <= 16'd0;
+	else cnt <= cnt + 1'b1;
-			clk_200hz <= 1'b0;
+end
-		end else begin
-			if(cnt >= ((NUM_FOR_200HZ>>1) - 1)) begin	//数字逻辑中右移1位相当于除2
+reg				[5:0]	cnt_20ms;
-				cnt <= 16'd0;
+reg						key_a_r,key_a_r1;
-				clk_200hz <= ~clk_200hz;	//clk_200hz信号取反
+reg						key_b_r,key_b_r1;
-			end else begin
+reg						key_ok_r;
-				cnt <= cnt + 1'b1;
-				clk_200hz <= clk_200hz;
-			end
-		end
-	end
-	reg		[1:0]		c_state;
+//针对A、B、D管脚分别做简单去抖操作，
-	//状态机根据clk_200hz信号在4个状态间循环，每个状态对矩阵按键的行接口单行有效
+//如果对旋转编码器的要求比较高，建议现对旋转编码器的输出做严格的消抖处理后再来做旋转编码器的驱动
-	always@(posedge clk_200hz or negedge rst_n_in) begin
+//对旋转编码器的输入缓存，消除亚稳态同时延时锁存
-		if(!rst_n_in) begin
+always@(posedge clk_in or negedge rst_n_in) begin
-			c_state <= STATE0;
+	if(!rst_n_in) begin
-			row <= 4'b1110;
+		key_a_r		<=	1'b1;
-		end else begin
+		key_a_r1	<=	1'b1;
-			case(c_state)
+		key_b_r		<=	1'b1;
-				STATE0: begin c_state <= STATE1; row <= 4'b1101; end	//状态c_state跳转及对应状态下矩阵按键的row输出
+		key_b_r1	<=	1'b1;
-				STATE1: begin c_state <= STATE2; row <= 4'b1011; end
+		cnt_20ms	<=	1'b1;
-				STATE2: begin c_state <= STATE3; row <= 4'b0111; end
+		key_ok_r	<=	1'b1;
-				STATE3: begin c_state <= STATE0; row <= 4'b1110; end
+	end else if(cnt == NUM_500US-1) begin
-				default:begin c_state <= STATE0; row <= 4'b1110; end
+		key_a_r		<=	key_a;
-			endcase
+		key_a_r1	<=	key_a_r;
+		key_b_r		<=	key_b;
+		key_b_r1	<=	key_b_r;
+		if(cnt_20ms >= 6'd40) begin	//对于按键D信号还是采用20ms周期采样的方法，40*500us = 20ms
+			cnt_20ms <= 6'd0;
+			key_ok_r <= key_ok;
+		end else begin
+			cnt_20ms <= cnt_20ms + 1'b1;
+			key_ok_r <=	key_ok_r;
 		end
 	end
+end
+reg						key_ok_r1;
+//对按键D信号进行延时锁存
+always@(posedge clk_in or negedge rst_n_in) begin
+	if(!rst_n_in) key_ok_r1 <= 1'b1;
+	else key_ok_r1 <= key_ok_r;
+end
+wire	A_state		= key_a_r1 && key_a_r && key_a;	//旋转编码器A信号高电平状态检测
+wire	B_state		= key_b_r1 && key_b_r && key_b;	//旋转编码器B信号高电平状态检测
+assign	OK_pulse	= key_ok_r1 && (!key_ok_r);		//旋转编码器D信号下降沿检测
+reg						A_state_reg;
+//延时锁存
+always@(posedge clk_in or negedge rst_n_in) begin
+	if(!rst_n_in) A_state_reg <= 1'b1;
+	else A_state_reg <= A_state;
+end
+//旋转编码器A信号的上升沿和下降沿检测
+wire	A_pos	= (!A_state_reg) && A_state;
+wire	A_neg	= A_state_reg && (!A_state);
-	//因为每个状态中单行有效，通过对列接口的电平状态采样得到对应4个按键的状态，依次循环
+//通过旋转编码器A信号的边沿和B信号的电平状态的组合判断旋转编码器的操作，并输出对应的脉冲信号
-	always@(negedge clk_200hz or negedge rst_n_in) begin
+always@(posedge clk_in or negedge rst_n_in)begin
-		if(!rst_n_in) begin
+	if(!rst_n_in)begin
-			key_out <= 16'hffff;
+		Right_pulse <= 1'b0;
-		end else begin
+		Left_pulse <= 1'b0;
-			case(c_state)
+	end else begin
-				STATE0:key_out[3:0] <= col;		//采集当前状态的列数据赋值给对应的寄存器位
+		if(A_pos && B_state) Left_pulse <= 1'b1;
-				STATE1:key_out[7:4] <= col;
+		else if(A_neg && B_state) Right_pulse <= 1'b1;
-				STATE2:key_out[11:8] <= col;
+		else begin
-				STATE3:key_out[15:12] <= col;
+			Right_pulse <= 1'b0;
-				default:key_out <= 16'hffff;
+			Left_pulse <= 1'b0;
-			endcase
 		end
 	end
+end
 endmodule
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 ====小结====
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-本节主要为大家讲解了矩阵按键的工作原理及软件设计，需要大家掌握的同时自己创建工程，通过整个设计流程，生成FPGA配置文件加载测试。
+本节主要为大家讲解了旋转编码器的工作原理及软件设计，需要大家掌握的同时自己创建工程，通过整个设计流程，生成FPGA配置文件加载测试。
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 如果你对Diamond软件的使用不了解，请参考这里：[[lattice_diamond的使用|Diamond的使用]]。
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-使用[[STEP-MXO2第二代]]的矩阵按键程序:  后续会有下载连接  待更新
+使用[[STEP-MXO2第二代]]的旋转编码器应用程序:  后续会有下载连接  待更新
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-使用[[STEP-MAX10]]的矩阵按键程序:  后续会有下载连接  待更新
+使用[[STEP-MAX10]]的旋转编码器应用程序:  后续会有下载连接  待更新
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