按键消抖程序及testbench程序

以下是一个简单的按键消抖程序及对应的 testbench 程序。

按键消抖程序：

module debounce (
    input clk,
    input rst,
    input button,
    output reg debounced_button
);

parameter DEBOUNCE_TIME = 25; // 消抖时间

reg [DEBOUNCE_TIME-1:0] cnt;
reg [1:0] state;

localparam IDLE = 2'b00, PRESS = 2'b01, RELEASE = 2'b10;

always @(posedge clk or posedge rst) begin
    if (rst) begin
        cnt <= 0;
        state <= IDLE;
        debounced_button <= 1;
    end else begin
        case (state)
            IDLE: begin
                if (!button)
                    state <= PRESS;
            end
            PRESS: begin
                if (!button)
                    cnt <= cnt + 1;
                else begin
                    cnt <= 0;
                    state <= RELEASE;
                end
            end
            RELEASE: begin
                if (button)
                    state <= IDLE;
                else if (cnt == DEBOUNCE_TIME-1) begin
                    debounced_button <= 0;
                    state <= IDLE;
                end else
                    cnt <= cnt + 1;
            end
        endcase
    end
end

endmodule

testbench 程序：

module debounce_tb;

parameter PERIOD = 10; // 时钟周期
parameter DEBOUNCE_TIME = 25; // 消抖时间

reg clk;
reg rst;
reg button;
wire debounced_button;

debounce dut (
    .clk(clk),
    .rst(rst),
    .button(button),
    .debounced_button(debounced_button)
);

initial begin
    clk = 0;
    forever #PERIOD clk = ~clk;
end

initial begin
    rst = 1;
    button = 0;
    #PERIOD rst = 0;
    repeat (100) begin
        #PERIOD button = ~button;
    end
    #DEBOUNCE_TIME*PERIOD $finish;
end

endmodule

在 testbench 中，我们使用了一个时钟和一个计数器 `cnt` 来模拟按键的状态。每个时钟周期，计数器都会加 1。当按键按下时，计数器会被清零。当计数器达到设定的消抖时间时，debounced_button 信号会被设置为 0，表示按键已经稳定按下。在本例中，消抖时间为 25 个时钟周期。

在 testbench 中，我们首先对模块进行了复位，并在一段时间内不断地改变按键的状态。最后，我们等待消抖时间的结束，并结束仿真。