FPGA 用Verilog设计实现一个4*4的矩阵键盘还需包含一个异步复位功能，并模拟按下其中三个按键。

好的，这是一个关于FPGA用Verilog设计实现4*4矩阵键盘的问题，同时还需要包含一个异步复位功能，并模拟按下其中三个按键的要求。

首先，我们需要了解矩阵键盘的基本原理。矩阵键盘通常由多个按键组成，这些按键按照一定的规律排列成一个矩阵。按下某个按键时，该按键所在的行和列会分别输出高电平信号，通过扫描行列的方式可以检测到按键的状态。

在Verilog中实现一个4*4的矩阵键盘，需要定义输入和输出端口，以及矩阵键盘的行和列。同时，我们需要实现一个状态机，以检测按键的状态。以下是一个简单的Verilog代码实现：

module matrix_keypad (
    input clk,        // 时钟信号
    input rst,        // 复位信号
    output reg [3:0] row,   // 行输出
    input [3:0] col,        // 列输入
    output reg [2:0] key    // 按键状态
);

reg [3:0] row_count;    // 行计数器
reg [3:0] row_state;    // 行状态

// 状态机
always @(posedge clk or negedge rst) begin
    if (~rst) begin
        row_count <= 4'b0000;
        row_state <= 4'b1111;
        key <= 3'b000;
    end
    else begin
        case (row_count)
            4'b0000: begin
                row <= 4'b1110;
                row_state <= {col[0], col[1], col[2], col[3]};
            end
            4'b0001: begin
                row <= 4'b1101;
                row_state <= {col[0], col[1], col[2], col[3]};
            end
            4'b0010: begin
                row <= 4'b1011;
                row_state <= {col[0], col[1], col[2], col[3]};
            end
            4'b0011: begin
                row <= 4'b0111;
                row_state <= {col[0], col[1], col[2], col[3]};
            end
            default: begin
                row <= 4'b1111;
                row_state <= 4'b1111;
            end
        endcase

        // 检测按键状态
        if (row_state[0] == 1'b0) begin
            key <= 3'b001;  // 模拟按下第一个按键
        end
        else if (row_state[1] == 1'b0) begin
            key <= 3'b010;  // 模拟按下第二个按键
        end
        else if (row_state[2] == 1'b0) begin
            key <= 3'b011;  // 模拟按下第三个按键
        end
        else begin
            key <= 3'b000;
        end

        // 行计数器自增
        row_count <= row_count + 1;
    end
end

endmodule

在上述代码中，我们定义了一个名为`matrix_keypad`的模块，其中包含了输入时钟信号和复位信号，以及输出行、列和按键状态。我们还定义了一个状态机来检测按键状态。当复位信号为低电平时，行计数器、行状态和按键状态均被重置为初始状态。当时钟信号的上升沿到来时，状态机开始运行，依次扫描每一行，检测该行对应的按键状态。如果检测到某个按键被按下，则通过`key`信号输出按键状态。

最后，我们需要模拟按下其中三个按键。为了模拟按键，可以通过在测试代码中手动控制列输入信号的值。例如，如果要模拟按下第一个按键，可以将列输入信号的第一个位设置为低电平。以下是一个简单的测试代码实现：

module matrix_keypad_tb;

reg clk;
reg rst;
wire [3:0] row;
wire [3:0] col;
wire [2:0] key;

matrix_keypad dut (
    .clk(clk),
    .rst(rst),
    .row(row),
    .col(col),
    .key(key)
);

initial begin
    // 初始化时钟和复位信号
    clk = 0;
    rst = 1;
    #10 rst = 0;

    // 模拟按下第一个按键
    col[0] = 0;
    col[1] = 1;
    col[2] = 1;
    col[3] = 1;
    #20 col[0] = 1;

    // 模拟按下第二个按键
    col[0] = 1;
    col[1] = 0;
    col[2] = 1;
    col[3] = 1;
    #20 col[1] = 1;

    // 模拟按下第三个按键
    col[0] = 1;
    col[1] = 1;
    col[2] = 0;
    col[3] = 1;
    #20 col[2] = 1;

    // 恢复所有按键状态
    col[0] = 1;
    col[1] = 1;
    col[2] = 1;
    col[3] = 1;
    #20;

    // 结束仿真
    $finish;
end

always #5 clk = ~clk;

endmodule

在上述测试代码中，我们模拟了按下其中三个按键的情况。通过在不同时间点设置不同的列输入信号，可以模拟按键的按下和释放。最后，我们通过`$finish`语句结束了仿真。