FPGA实验：LED流水灯与按键消抖技术解析

"该文档是关于数字电子线路基础的一个实验，主要内容涉及基于FPGA的LED流水灯设计和按键消抖技术。实验旨在让学生熟悉Quartus II软件的使用，理解流水灯的工作原理，并掌握按键消抖的基本方法。实验中需要用到FPGA开发实验箱、数字万用表和电脑。实验原理部分详细解释了Verilog HDL中的if语句和case语句，以及按键抖动和消抖的处理。" 实验中涉及的关键知识点包括： 1. **Quartus II软件使用**：Quartus II是Altera公司开发的一款FPGA综合、编译、仿真工具，用于实现Verilog或VHDL等硬件描述语言的数字电路设计。在实验中，学生需要学会如何用它来编写、编译和下载代码到FPGA芯片。 2. **LED流水灯设计**：LED流水灯是一种常见的FPGA入门实验，通过控制LED的顺序点亮，展示了基本的时序控制概念。在Verilog HDL中，可以使用if语句或case语句实现。if语句用于简单的条件判断，而case语句适用于多条件分支，特别适合状态机的设计。 - **if语句**：if语句用于根据特定条件执行不同的操作。它可以有多种形式，如单分支、双分支（带else）和多分支（带elseif）。在Verilog中，条件表达式的结果必须是非0（真）或0（假），x（未知）和z（高阻）被视为假。 - **case语句**：case语句提供了多路径选择，适用于多路译码或状态机。它会检查条件表达式的值，并执行与之匹配的分支。如果没有匹配项，default分支会被执行。 3. **按键消抖**：在数字电路中，机械按键在按下或释放时可能会产生抖动，导致误触发。消抖技术通常采用边沿检测法，通过延时或计数器来过滤掉短暂的抖动信号，确保稳定的输入。实验中可能需要编写代码来实现这一功能，比如在检测到按键变化后等待一段时间再确认是否真正发生变化。 4. **实验设备**：FPGA开发实验箱用于实际搭建和测试电路，数字万用表用来测量电路中的电压、电流和电阻，电脑则用于编写和下载Verilog代码。 通过这个实验，学生不仅能掌握基础的Verilog HDL编程，还能了解到FPGA硬件实现的实际过程，对于理解和应用数字电子技术有极大的帮助。同时，按键消抖的实践也引入了实际硬件设计中常见的问题解决技巧，提升了学生的工程实践能力。