感谢发烧友爱好者和小眼睛科技公司提供的FPGA测试机会。在上一次的测试中实现了开发环境建立和8个LED的流水灯效果，今天来完成第2个测试。这次的目的是设计 8 种彩灯效果，选择一个按键作为控制输入，按下一次换一种显示效果。在《MES2KG开发板实验指导》中提供了相应的说明，这次我们还是参考相关介绍来介绍demo的工作原理，并做一些补充和修改。

一、键盘防抖

机械式弹片按键，在按下或松开时会有机械抖动，导致在按下或松开时按键的状态不稳定，在使用按键输入信号时如果采集了抖动时的状态，会导致工程运行出现不可控的变化，故而我们需要将这段时间的抖动信号给滤除掉，也就是按键消抖。

前后抖动时间约为 5～10ms，以最大 20ms 做设计，使用计数到 N 归零的计数器来做时间刻度计时；以 20ms 的间歇对按键输入信号进行采集，从而避开按键的抖动引起的信号快速变化。下面就是防抖的代码。

`define UD #1
module btn_deb#(
    parameter                  BTN_WIDTH = 4'd8,
    parameter                  MS_20 = 20'd240000
)
(
    input                      clk,//27MHz
    input      [BTN_WIDTH-1:0] btn_in,
    
    output reg [BTN_WIDTH-1:0] btn_deb
);

//==================================================================================
    reg [19:0] time_cnt= 20'd0;
    always@(posedge clk)
    begin
        if(time_cnt == MS_20 - 1'b1)
            time_cnt <= `UD 20'd0;
        else
            time_cnt <= `UD time_cnt + 1'd1;
    end
    
    always @(posedge clk)
    begin
        if(time_cnt == MS_20 - 1'b1)
            btn_deb <= `UD btn_in;
    end

endmodule

二、彩灯控制

小眼睛开发板上使用的彩灯是0603灯珠，每个灯珠有RGB三个脚进行控制，可以显示出不同的颜色。开发板上共有4个灯珠，所以使用12位数据就可以实现灯珠的切换。下面是设置灯珠的代码：

`define UD #1
module led_rgb(
    input         clk,//40MHz
    input [2:0]  ctrl,
    output reg [11:0]  led_rgb
);

    // led_rgb status change
    always @(posedge clk)
       begin
          case(ctrl)
                3'd0 :  //R
                     led_rgb<=`UD 12'b0000_1111_1111;
                3'd1 :  //G
                    led_rgb<=`UD 12'b1111_0000_1111;
                3'd2 :  //B
                    led_rgb<=`UD 12'b1111_1111_0000;
                3'd3 :  //RG
                    led_rgb<=`UD 12'b0000_0000_1111;
                3'd4 :  //RB
                    led_rgb<=`UD 12'b0000_1111_0000;
                3'd5 :  //GB
                    led_rgb<=`UD 12'b1111_0000_0000;
                3'd6 :  //RGB
                    led_rgb<=`UD 12'b0000_0000_0000;
                default:led_rgb<=`UD 12'b1111_1111_1111;
            endcase
        end
endmodule

这段代码是每次4个灯同时变色，如果只想改变2个灯的颜色，也可以使用类似下面的代码：

led_rgb<=UD 12'b0101_1111_1111;`

三、更换按键

厂商提供的demo示例是用K1控制显示，我们把它改为K3按键。根据原理图，我们可以看到KEY3所对应的FPGA管脚是60。

打开UCE之后，修改key信号对应的管脚为60即可。FPGA程序一个好处就是修改按键只需要调整管脚的分配而无需修改程序。

然后重新编译、下载程序即可。

下面的视频就是K3键控制彩灯的效果。