[笔记] Johnson计数器(十)

一、Code

module johnson(
//	input
input clk_50,
input rst_n,
input key3,key2,key1,
//	output
output[17:0] ledr
);

//parameter ledr_dir = 1'b0;		//1'b1--right,1'b0--left
//parameter ledr_on = 1'b1;		//1'b1--on,1'b0--off
reg ledr_dir;		//1'b1--right,1'b0--left
reg ledr_on;		//1'b1--on,1'b0--off

//--------------------------------------------
reg[21:0] cnt22;
always@(posedge clk_50 or negedge rst_n)
	if(!rst_n)
		cnt22 <= 22'd0;
	else
		cnt22 <= cnt22 + 1'b1;
//--------------------------------------------
reg[17:0] ledr_r;
always@(posedge clk_50 or negedge rst_n)
	if(!rst_n)
		ledr_r <= 18'b00_0000_0000_0000_0001;	
	else if(cnt22==22'h3fffff && ledr_on)
		begin
			if(ledr_dir)		
				ledr_r <= {ledr_r[0],ledr_r[17:1]};		//right
			else
				ledr_r <= {ledr_r[16:0],ledr_r[17]};	//left
		end
		
assign ledr = ledr_r;
//--------------------------------------------

reg[2:0] key_rst;
always@(posedge clk_50 or negedge rst_n)
	if(!rst_n)
		key_rst <= 3'b111;
	else
		key_rst <= {key3,key2,key1};
		
reg[2:0] key_rst_r;
always@(posedge clk_50 or negedge rst_n)
	if(!rst_n)
		key_rst_r <= 3'b111;
	else
		key_rst_r <= key_rst;
		
wire[2:0] key_an;
//当寄存器key_rst由1变为0时,key_an的值变为高,维持一个时钟周期
assign key_an = key_rst_r & (~key_rst);

/*
key_rst		1	1	1	0	0	1
~key_rst		0	0	0	1	1	0

key_rst_r		1	1	1	0	0	1		//滞后key_rst一个时钟周期

key_an			0	0	1	0	0			//由此可以发现当key_rst的一个周期由1变为0时,key_an由0变为1;
*/

reg[19:0] cnt;		//20ns一周期,20ms为10的6次方,相当于2的20次方=1024x1024>1000x1000;
always@(posedge clk_50 or negedge rst_n)
	if(!rst_n)
		cnt <= 20'b0;
	else if(key_an) 
		cnt <= 20'b0;
	else
		cnt <= cnt+1'b1;
		
reg[2:0] low_key;
always@(posedge clk_50 or negedge rst_n)
	if(!rst_n)
		low_key <= 3'b111;
	else if(cnt==20'hfffff)	//满20ms，将按键值锁存到寄存器low_key中
		low_key <= {key3,key2,key1};
		
reg[2:0] low_key_r;			//每个时钟的上升沿将low_key信号锁存到low_key_r中
always@(posedge clk_50 or negedge rst_n)
	if(!rst_n)
		low_key_r <= 3'b111;
	else
		low_key_r <= low_key;
		
wire[2:0] led_ctrl;
//当寄存器low_key由1变为0时，led_ctrl的值变高，维持一个时钟周期
/*
low_sw		111 111 111 110 110 110  
~low_sw     000 000 000 001 001 001
low_sw_r        111 111 111 110 110 110

led_ctrl		000 000 000 001 000 000 
*/
assign led_ctrl = low_key_r[2:0] & (~low_key[2:0]);
		

always@(posedge clk_50 or negedge rst_n)
	if(!rst_n)
		begin
			ledr_dir = 1'b0;
			ledr_on = 1'b0;
		end
	else
		begin
			if(led_ctrl[2])	ledr_dir <= 1'b1;	//led翻转输出
			if(led_ctrl[1])	ledr_dir <= 1'b0;
			if(led_ctrl[0])	ledr_on <= ~ledr_on;
		end

endmodule