实验原理

（1）LED流水灯。流水灯是一个典型的FPGA程序设计，通过完成控制8位LED向左依次循环点亮的实验，达到对硬件语言、软件开发平台等初步认识的目的。

①if语句的使用。

Verilog HDL语言中的if语句与C语言中的十分相似，其使用方法有以下三种：

a.if（条件1）语句块1；

b.if（条件1）语句块1；

else语句块2；

c.if（条件1）语句块1；

else if（条件2）语句块2；

……

else if（条件 n ）语句块 n ；

else语句块 n +1。

在上述三种方式中，“条件”一般为逻辑表达式或关系表达式，也可以是一位的变量。如果表达式的值出现0（假），x（未知），z（高阻），则全部按“假”来处理；若为“1”，则按“真”来处理。语句块若为单句，直接书写即可；若为多句，则需要用“begin end”块括起来。建议无论多句还是单句都用“begin end”块括起来。

②case语句的使用。

case语句是一个多路条件分支语句，常用于多路译码、状态机和微处理机的指令译码等场合。case语句的语法格式为：

case（条件表达式）

分支1：语句块1；

分支2：语句块2；

……

分支 n ：语句块 n

default

endcase

其中，“分支 n ”通常都是一些常量表达式。case语句先对“条件表达式”求值，然后同时对各分支项求值并进行比较，这是与if语句最大的不同。比较完成后，与条件表达式值相匹配的分支中的语句被执行。分支项需要互斥，否则会出现逻辑矛盾。default将覆盖没有被分支表达式覆盖的其他所有分支。此外，当case语句跳转到某一分支后，其余分支将不再比较，直接执行endcase后的语句。

如果多个分支都对应着同一个操作，则可以通过逗号将各个不同分支的取值隔开，其格式为：

分支1，分支2，…，分支 n ：语句块；

（2）按键的抖动以及消抖。

如图3.4.1所示，按键在闭合和断开时，触点会存在抖动现象。在按键按下或者释放的时候都会出现一个不稳定的抖动时间，如果不对抖动进行处理，则系统会认为出现了多个上升沿和下降沿，从而影响实验结果。

本实验消抖的思路是，当检测到键值有从1到0的变化时，进行一段时间的时延，然后再检测时延后的键值是不是0。如果是，则说明按键被按下；如果不是，则说明按键被误触发。

本实验用到的检测键值变化的方法称为边沿检测法，其思路如下：每一时刻的键值，都与上一时刻的键值取反相与，相与结果为1，则为检测到一个下降沿。例如：

时刻：1 2 3 4 5 6

当前时刻键值：1 1 1 0 0 1 1

取反：0 0 0 1 1 0 0

下一时刻键值：1 1 0 0 1 1

相与：0 0 0 0 1 0

即在时刻4的键值变化后，可在时刻5得到一个时钟的1。消抖思路相同，只是时刻之间的间隔已变成设定的时延。