Vivado下按键实验
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**实验Vivado工程为“key_test”。**

按键是FPGA设计当中最常用也是最简单的外设，本章通过按键检测实验，检测开发板的按键功能是否正常，并了解硬件描述语言和FPGA的具体关系，学习Vivado
RTL ANALYSIS的使用。

按键硬件电路
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.. image:: images/10_media/image1.png
      
AX7Z035/AX7Z100开发板按键部分电路

从图中可以看到，电路的按键松开时是高电平，按下时是低电平。

.. image:: images/10_media/image2.png
      
AX7Z035/AX7Z100开发板LED部分电路

而LED部分，高电平亮，低电平灭

程序设计
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这个程序没有设计的很复杂，通过简单的硬件描述语言看透硬件描述语言和FPGA硬件的联系。首先我们将按键输入经过一个非门后再经过2组D触发器。经过D触发器的信号，会在D触发器时钟输入的上升沿锁存然后再送到输出。

.. image:: images/10_media/image3.png

在进行硬件描述语言编码之前，我们已经把硬件构建完成，这是一个正常的开发流程。有了硬件设计思路无论是通过画图还是通过Verilog
HDL、VHDL都能完成设计，根据设计的复杂程序和对某种语言的熟悉程序来选择工具。

创建Vivado工程
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1) 首先建立按键的测试工程，添加verilog测试代码，完成编译分配管脚等流程。

.. image:: images/10_media/image4.png
      
.. code:: verilog

 `timescale 1ns / 1ps
 module key_test
 (
 	input      			  sys_clk_p,            //system clock 200Mhz postive pin
     input      			  sys_clk_n,            //system clock 200Mhz negetive pin 
 	input [3:0]           key,       //input four key signal,when the keydown,the value is 0
 	output[3:0]           led        //LED display ,when the siganl low,LED lighten
 );
 
 reg[3:0] led_r;           //define the first stage register , generate four D Flip-flop 
 reg[3:0] led_r1;          //define the second stage register ,generate four D Flip-flop
 
 wire clk ;
 
 IBUFDS #(
    .DIFF_TERM("FALSE"),       // Differential Termination
    .IBUF_LOW_PWR("TRUE"),     // Low power="TRUE", Highest performance="FALSE" 
    .IOSTANDARD("DEFAULT")     // Specify the input I/O standard
 ) IBUFDS_inst (
    .O(clk),  // Buffer output
    .I(sys_clk_p),  // Diff_p buffer input (connect directly to top-level port)
    .IB(sys_clk_n) // Diff_n buffer input (connect directly to top-level port)
 );
 
 always@(posedge clk)
 begin
 	led_r <=  ~key;        //first stage latched data
 end
 
 always@(posedge clk)
 begin
 	led_r1 <= led_r;      //second stage latched data
 end
 
 assign led = led_r1;
 
 endmodule

1) 我们可以使用RTL ANALYSIS工具查看设计

.. image:: images/10_media/image5.png
      
3) 分析RTL图，可以看出第一级D触发器经过取反后输入，第二级直接输入，和预期设计一致。

.. image:: images/10_media/image6.png
      
板上验证
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Bit文件下载到开发板以后，开发板上的" LED1"、" LED2"、" LED3"、" LED4"都处于灭状态，按键“KEY1”按下“LED1”亮，按键“KEY2”按下“LED2” 亮，按键“KEY3”按下“LED3” 亮, 按键“KEY4”按下“LED4” 亮。