前言

    调试昨天编写的程序，主要分成3个部分。

    第一部分：按键产生8ms，5ms，2ms的脉宽信号；

    第二部分：脉宽采集；

    第三部分：脉宽采集值变换电平信号，也就是0，1，标志电平（2）；

第一部分：脉宽产生

    此部分采用STM32产生的，按键由FPGA产生，按一下产生一个脉冲，3个按键，分别产生3冲脉宽波形。

 第二部分：脉宽采集和电平信号变换

     这部分今天调试之后发现几个问题，更新程序如下：

//脉宽的上升沿和下降沿检测
reg        bpluse_en_d0; 
reg        bpluse_en_d1; 
wire       bpluse_falling_flag;
wire       bpluse_rasing_flag;
assign bpluse_falling_flag = (~bpluse_en_d0) & bpluse_en_d1;
assign bpluse_rasing_flag  = (~bpluse_en_d1) & bpluse_en_d0;
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin         
    if (!rst_n) begin
        bpluse_en_d0 <= 1'b0;                                  
        bpluse_en_d1 <= 1'b0; 
    end                                                      
    else begin                                               
        bpluse_en_d0 <= bcodein;                               
        bpluse_en_d1 <= bpluse_en_d0;
        		  
    end
end

    先是上升沿下降沿检测。

//置位time是否开启
reg        timebeginflag; 
always@(posedge clk or negedge rst_n)
begin
	if (rst_n == 1'b0)
		timebeginflag <= 1'd0;                     
	else if (bpluse_rasing_flag == 1'b1)      
    	timebeginflag <= 1'd1;                      
	else if (bpluse_falling_flag == 1'b1)
		timebeginflag <= 1'd0; 
end

    然后time标志位的开启，这点昨天编写有点问题，改过来了，因为上升沿和下降沿标志仅仅是一个脉冲信号，执行一个机器周期就没了，所以去掉了else。

//上升沿之后计数器工作，下降沿之后计数器停止
reg [31:0]      timer;
always@(posedge clk or negedge rst_n)
begin
	if (rst_n == 1'b0)
		timer <= 32'd0;                     
	else if (timebeginflag == 1'b1)      
    	timer <= timer + 32'd1;                     
	else if (timebeginflag == 1'b0)
		timer <= 0;             
end

    上升沿开启计数器，下降沿将计数器归0。这个地方后面再说，为啥能直接归0。这个地方非常重要，关乎到FPGA的运行方式问题。

reg  [3:0]  bcodelevel;  /*synthesis noprune*/
always@(posedge clk or negedge rst_n)
begin
	if (rst_n == 1'b0)begin
		bcodelevel <= 0; 
   end		
	else if (bpluse_falling_flag == 1'b1)begin
		if(timer >= 32'd350000)begin
		   bcodelevel <= 4'd3; //P电平
	   end
      else if(timer >= 32'd200000)begin
		   bcodelevel <= 4'd2; //1电平
		end	
		else if(timer >= 32'd50000 )begin
		   bcodelevel <= 4'd1; //0电平
		end
	   else begin
		   bcodelevel <= bcodelevel; //0电平
		end
	end
	else begin
		bcodelevel <= bcodelevel; //0电平
	end

    下降沿来的时候将time转换成电平，为了后面编程方便，0 1 标志电平对应数值1 2 3，没有脉宽的时候对应数值0。这个程序else里面也做了修改，昨天编写的是等于0，今天是数值不变。

    教训：今天调试结果一直等于0，找了半天原因，原因出来了两个：

    （1）硬件连线没有连接好，插错了管脚，以至于脉冲信号进不来；

    （2）else里面给置0了，下降沿和上升沿标志仅仅是个脉冲，仅仅执行一次，如果else置0，结果就是仅仅有1次time的数据是对的，其他时间都是0。所以修改成了赋值不变。

第三部分：锁存问题

    来源：FPGA每个模块都是并行设计，也就是不存在先执行哪个，后执行哪个。所以改变变量的时候，必须考虑到时序问题。这点也是编写while（1）不适应FPGA的方面。思维方式必须变回来。

    bpluse_falling_flag来的时候，将time锁存，但是同时又将time置0。那么会不会锁存到错误的time的值。bpluse_falling_flag先改变timebeginflag的值，这步非常关键，这样就将锁存的时间提前置0一个周期。

     观察每个周期的图可以发现，锁存的值并且判断高低电平时，先由3变成1，也就是标志电平变为0电平，而time延后了一个周期，就是因为timebeginflag的问题。如果没有这个标志的话，两个同时进行，会出现不定值，这点非常重要。但是如果没有这个标志位怎么办？

    解决办法：加入bpluse_falling_flag后启动另一个定时器，我将这个定时器称为扫尾定时器。

(*noprune*)reg  resettimebeginflag;
always@(posedge clk or negedge rst_n)
begin
	if (rst_n == 1'b0)
		resettimebeginflag <= 1'd0;                                          
	else if (bpluse_falling_flag == 1'b1)
		resettimebeginflag <= 1'd1; 
   else if (resettimer == 8'd10)
		resettimebeginflag <= 1'd0; 
end 

    先是：bpluse_falling_flag脉宽下降沿时启动定时器flag，在resettime等于10时关闭定时器flag。

(*noprune*)reg [7:0]  resettimer;
always@(posedge clk or negedge rst_n)
begin
	if (rst_n == 1'b0)
		resettimer <= 0;                     
	else if (resettimebeginflag == 1'b1)      
    	resettimer <= resettimer + 8'd1; 
	else if (resettimebeginflag == 1'b0)      
    	resettimer <= 0; 		
end

    再是：flag启动定时器，flag等于0时，resettime置0。

    这里的FPGA的特殊之处就体现出来了：一个模块只能改变一个变量的值，不能在两个模块里改变一个变量的值，会报错。所以只能两个套在一起。这样就会出现一个问题：怎么执行？按照机器周期执行，里面time等于10的时候会停止，其实是等于11的时候停止。这个是因为下个周期才会改变值的问题，这点非常重要，如果对clk要求非常重要的话，这个自己必须弄好。

    然后：捕捉下降沿。

reg        resettime_en_d0; 
reg        resettime_en_d1; 
wire       resettime_falling_flag;
wire       resettime_rasing_flag;
assign resettime_falling_flag = (~resettime_en_d0) & resettime_en_d1;
assign resettime_rasing_flag  = (~resettime_en_d1) & resettime_en_d0;
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin         
    if (!rst_n) begin
        resettime_en_d0 <= 1'b0;                                  
        resettime_en_d1 <= 1'b0; 
    end                                                      
    else begin                                               
        resettime_en_d0 <= resettimebeginflag;                               
        resettime_en_d1 <= resettime_en_d0;
        		  
    end
end

    就会在开始的下降沿之后再出现一个下降沿，这样就能处理其他置位或者没有解决的问题了。当然也可以用其他办法，这个办法是延迟多少个周期再处理，可以灵活应用。

第四部分：总结

    解决了脉宽产生和采集方面的问题，并且第一次观察到FPGA周期的并行机制。希望小伙伴也能解决类似的问题。程序是昨天调试的，今天早上来了之后才刚刚解决这个问题。下面继续编写之后的程序，解决捕捉两个标志电平的问题。需要程序的小伙伴等到程序编写完之后会放上百度网盘链接。

    需要的话可以关注公众号，里面的历史消息中只有QT的程序，等编写完B码的FPGA采集后会发布对应的程序，需要的小伙伴可以关注下。