verilog矩阵按键

### Verilog 实现矩阵按键电路设计

#### 矩阵按键的工作原理
矩阵按键通过行列扫描的方式来检测按下的键值。通常，行线被配置为输出端口，列线则作为输入端口。当某一行设置低电平并读取各列的状态时，如果某一列为低，则表示对应的按钮被按下。

#### 行列扫描法的具体实现
为了有效地识别多个按键中的哪一个被按下，在Verilog中可以采用循环查询的方式逐行置低，并检查每一列是否有响应。这种机制能够减少所需的I/O引脚数量，同时保持较高的可靠性[^3]。

module matrix_keypad (
    input wire clk,          // 时钟信号
    output reg [3:0] row,     // 行控制信号
    input wire [3:0] col      // 列状态反馈
);
    
    parameter IDLE = 2'b00;
    parameter SCAN_ROW = 2'b01;

    reg [1:0] state;         // 当前状态寄存器
    
    always @(posedge clk) begin
        case(state)
            IDLE : begin
                row <= 4'b1110;  
                state <= SCAN_ROW;
            end
            
            SCAN_ROW : begin
                if(col != 4'b1111)begin
                    // 检测到有按键按下
                    $display("Key Pressed at Row=%b Col=%b",row,col);
                    // 这里可以根据具体应用做进一步处理
                    
                    // 继续下一个阶段的操作...
                    
                end else begin
                    // 移动到下一行继续扫描
                    case(row)
                        4'b1110 : row <= 4'b1101;
                        4'b1101 : row <= 4'b1011;
                        4'b1011 : row <= 4'b0111;
                        default : row <= 4'b1110;
                    endcase
                end
                
                // 添加延时以防止抖动误判
                #10ns;
                
                // 返回初始态准备下次扫描
                state <= IDLE;
            end
        endcase
    end
endmodule

此模块展示了如何利用有限状态机(FSM)来管理不同状态下应执行的动作。这里定义了两个主要状态：`IDLE` 和 `SCAN_ROW`。在每次进入新的行之前都会先回到idle等待一段时间再开始新一轮的扫描操作。一旦发现某个位置上的按键处于闭合状态就会触发相应的事件通知。