ずっとFPGA初心者（その13：ボタン長押し）

VHDLでボタンの長押しと短押しを検出

ボタンの長押しと短押しとをロジック的に実現する。深い意図はなく、何かに役に立つかどうかも考えていない。

環境

その１と同じOdyssey MAX10 FPGA Eval KitおよびQuartus利用。

サンプル

長押しと短押しとで、異なるLEDを用いて、押下状況を把握する。ここでは、2秒以上押された時、長押しとした。

ソースコード

LongPush.vhd

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;

entity LongPush is
  port (
	CLK, BTN : in  std_logic;
    LED0, LED1 : out std_logic);
end;

architecture RTL of LongPush is
constant CYCLE : integer := 2*50000000;  -- 2 seconds (50MHz)  -- ①
signal CNT : integer range 0 to CYCLE-1 := 0;  -- ②
signal TWOSEC : integer := 0;  -- ③
signal BtnFlag : std_logic := '0';                -- Off  -- ④
signal LED: std_logic_vector(1 downto 0) := "11"; -- Off  -- ⑤

begin
  LED0 <= LED(0); LED1 <= LED(1);  -- ⑥

  process (BTN, TWOSEC)  -- ⑦
  begin
--    if (BTN'event and BTN='0') then -- NG  -- ⑧
    if (BTN='0') then    -- Pushed  -- ⑨
		BtnFlag <= '1';    -- On
		LED(0) <= '0';     -- On
		if (TWOSEC > 0) then  -- Over 2 sec
		  LED(1) <= '0';      -- On
		else
		  LED(1) <= '1';      -- Off
		end if;
    else                 -- Not pushed  -- ⑩
	   BtnFlag <= '0';    -- Off
	   LED(0) <= '1';     -- Off
	   LED(1) <= '1';     -- Off
    end if;
  end process;
  
  process (CLK, BtnFlag)  -- ⑪
  begin
    if (BtnFlag = '1') then  -- ⑫
      if (rising_edge(CLK)) then
        if (CNT = CYCLE-1) then
          CNT <= 0;
		  TWOSEC <= TWOSEC+1;
        else
          CNT <= CNT+1;
        end if;
      end if;
    else  -- ⑬
	   CNT <= 0;
	   TWOSEC <= 0;
	end if; 
  end process;
end RTL;

• ①：2秒の定義
• ②：クロック用カウンタ
• ③：2秒経過フラグ
• ④：ボタンフラグ
• ⑤：LEDフラグ（1:Off, 0:On）
• ⑥、⑦、⑪：同時処理
• ⑥：信号LEDへのLEDフラグ代入
• ⑦：ボタン押下時および2秒経過フラグ変化時の処理
• ⑧：⑨の代わりに用いると文法エラー
• ⑨：ボタン押下時、ボタンフラグOn、LED0 On、2秒経過時にはLED1 On
• ⑩：ボタン非押下時、ボタンフラグOff、LED0およびLED1はOff
• ⑪：クロック変化時およびボタンフラグ変化時の処理
• ⑫：ボタン押下時にクロック毎にカウンタインクリメントおよび2秒経過時に2秒経過フラグOn（インクリメント）
• ⑬：ボタン非押下時、カウンタおよび2秒経過フラグの初期化

ピンアサインメント

コード上のLED0はボード上もLED0にアサインしているが、LED1はボード上ではLED4にアサインしている。

実験

短押し

LED0のみ点灯。

長押し

LED0およびLED4が点灯。