verilog_stu/led_matrix/tb_lm_2.v

`timescale 1ns/1ns

module tb_lm();


reg k_1;  // 显示的图像1
reg k_2;  // 显示的图像2

reg key;  // 物理按键 开关显示, 该按键异步的, 每次按下 等于

reg key_1;  // 物理按键的随时钟同步变化信号
reg key_2;  // 
reg is_show;  // 互斥变化的
reg [4:0] flag_time;

reg flag;  // 状态改变周期 现在500纳秒改变一次状态, 显示相反的图像

reg sys_clk;
reg sys_rst;


reg [7:0]x;
reg [7:0]y;

always #10 sys_clk = ~sys_clk;

initial begin
    sys_clk <= 1'b0;
    sys_rst <= 1'b0;
    #200
    sys_rst <= 1'b1;

    // 延迟2000纳秒, 现在x 应该是0
    #2000


    key <= 1'b1;
    #120
    key <= 1'b0;
    #20

    key <= 1'b1;
    #80
    key <= 1'b0;
    #20

    key <= 1'b1;
    #90
    key <= 1'b0;
    #20

    // 延迟4000纳秒观察
    {k_2, k_1} <= 2'b10;
    #3900
    {k_2, k_1} <= 2'b01;
    #3800


    key <= 1'b1;
    #20
    key <= 1'b0;
    #20

    key <= 1'b1;
    #20
    key <= 1'b0;
    #20

    key <= 1'b1;
    #90
    key <= 1'b0;
    #200

    key <= 1'b1;
    #120
    key <= 1'b0;
    #20

    key <= 1'b1;
    #120
    key <= 1'b0;
    #20

    key <= 1'b1;
    #150
    key <= 1'b0;

end


// 显示的时候计时
always @(posedge sys_clk or negedge sys_rst) begin
    if (sys_rst == 1'b0) begin
        flag_time <= 5'd0;
    end
    else if (flag_time < (5'd25 - 5'd1) && is_show) begin
        flag_time <= flag_time + 5'd1;
    end
    else begin
        flag_time <= 5'b0;
    end
end


always @(posedge sys_clk or negedge sys_rst) begin
    if (sys_rst == 1'b0) begin
        {k_2, k_1} <= 2'b11;
        x <= 8'b00000000;
        y <= 8'b11111111;  // 所有的都显示算了
    end
    else if ({k_2, k_1} == 2'b10 && is_show) begin
        case (flag)
            1'b0: x <= 8'b1010_1010;
            1'b1: x <= 8'b0101_0101;
        endcase
    end
    else if ({k_2, k_1} == 2'b01 && is_show) begin
        case (flag)
            1'b0: x <= 8'b1111_0000;
            1'b1: x <= 8'b0000_1111;
        endcase
    end
    else begin
        x <= 8'b00000000;
    end
end

// 每 显示500ns 改变显示的图像
always @(posedge sys_clk or negedge sys_rst) begin
    if (sys_rst == 1'b0) begin
        flag <= 1'b0;
    end
    else if (flag_time == (5'd25 - 5'd1)) begin
        flag <= !flag;
    end
    else begin
    end
end

// 异步信号, 通过比较上次时钟周期的状态和当前时钟周期的状态得到当前是否按下了
always @(posedge sys_clk or negedge sys_rst) begin
    if (sys_rst == 1'b0) begin
        key <= 1'b0;
        key_1 <= 1'b0;
        key_2 <= 1'b0;
    end
    else begin
        key_1 <= key;
        key_2 <= key_1;
    end
end

// 用一个时钟周期即可判断是否在当前时钟周期上升沿之前, 按下了按键
assign is_click = key_1 && !key_2;

// 消抖, 在20个时钟周期内, 持续10个周期高电平, 即 按下了
reg [4:0] down_time;  // max: 10
reg [4:0] click_time;  // max: 20
reg is_lock = 1'b0;  // 

// 使用时钟约束一下
always @(posedge sys_clk or negedge sys_rst) begin
    if (sys_rst == 1'b0) begin
        is_show <= 1'b0;
        down_time <= 5'd0;
        click_time <= 5'd0;
    end
    // 只要按下就上锁
    else if (is_click) begin
        is_lock <= 1'b1;
    end 
    else begin
    end

    // 锁定的时间到了, 解锁, 然后判断并重置
    if (is_lock && click_time == 5'd20 - 5'd1) begin
        is_lock <= 1'b0;
        click_time <= 5'd0;
        down_time <= 5'd0;
        // 判断按下的持续时间
        if (down_time > 5'd10 - 5'd1) begin
            is_show <= !is_show;
        end
        else begin
        end
    end
    // 上锁了但是时间没到
    else if (is_lock && click_time < 5'd20 - 5'd1) begin
        click_time <= click_time + 5'd1;
        // 如果还按着
        if (key_1) begin
            down_time <= down_time + 1'd1;
        end
        else begin
        end
    end
    else begin
    end
end



lm u_lm(
    .x (x),
    .y (y)
);


endmodule