键盘及接口显示电路EDA

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1、实用河南科技大学课程设计说明书课程名称EDA技术题目键盘及接口显示电路学院车辆与动力工程学院班级农业电气化与自动化091学生姓名卢浩冉指导教师罗四倍日期2012年7月12号文档实用键盘及接口显示电路摘要本文通过对4×4矩形键盘的信息采集，并能够在数码显示管上显示所按下的信息。通过循环输出行信号，检测列信号输入，将行列信号相并，来达到采集信号的目地，并通过译码在7段数码管上显示出来。此次设计，为了防止抖动引起的混乱，加入了一个防抖动环节。在译完一个键值后，加了一个计算环节，一旦检测到列信号后，译码，紧跟着进入计数环

2、节，此时键抖动不会进入其他环节，这样可以防止抖动。给精度较高的场合应用提供了良好的条件，为以后高精度的应用创造良好空间。设计中通过按键控制可以显示字符串，例如“HELLO”,较小的改动可以任意显示5个字符，这在广告中的用处随处可见，给现代生活带来了方便。关键词：键盘扫描译码显示字符串文档实用目录第一章绪论4§1.1设计目的和意义4§1.2设计任务及要求4第二章总体设计5§2.1工作原理5§2.2设计思路5§2.3数码管显示译码模块设计6§2.4字符串“HELLO”的模块实现7§2.4.1七段数码管译码扫描显示7§

3、2.4.2原理图8第三章仿真9§3.1键盘扫描功能的仿真9§3.2字符串的仿真10第四章程序11§4.1键盘扫描程序11§4.2字符串显示程序16第五章结论18参考文献19文档实用第一章绪论§1.1设计目的和意义本次设计的目的就是通过实践深入理解计算机组成原理，了解EDA技术并掌握VHDL硬件描述语言的设计方法和思想。以计算机组成原理为指导，通过学习的VHDL语言结合电子电路的设计知识理论联系实际，掌握所学的课程知识和基本单元电路的综合设计应用。通过对掌握4×4键盘的扫描的巧妙实现和对字符串的显示过程.巩固和综合

4、运用所学知识，提高IC设计能力，提高分析、解决计算机技术实际问题的独立工作能力。§1.2设计任务及要求1.键盘扫描功能：能够对矩形键盘信息采集；2.显示功能：能够显示相应的按键信息，并能够在按键控制下切换为字符串显示“HELLO”！3.掌握数码管工作的原理，并能够对设计的程序进行仿真和测试，以实现相应的功能。文档实用文档实用第二章总体设计§2.1工作原理可编程器件的KEY_HANG[3..0]行信号输出端不停循环输出“1110”“1101”“1011”“0111”。当没有键按下时可编程器件的KEY_LIE[3..

5、0]列信号输入端检测到的是“1111”。当有按键按下时，如按下1，此时KEY_HANG[3..0]行信号输出为“0111”，即KEY_HANG[3..0]的3管脚为“0”，可由电路看出，此时输入端KEY_LIE[3..0]检测到的将是“0111”。KEY_LIE[3..0]的3管脚为0，可以在编写程序时，将输出信号KEY_HANG[3..0]与输入信号KEY_LIE[3..0]同时判断，比如可以认为当数据“KEY_HANG&KEY_LIE”为“01110111”时，可译码成数据1,。同理可得其他按键的编码。根据不

6、同数据的编码译成不同的数据。§2.2设计思路1.循环输出行信号，检测列信号输入，将行列信号相并。2.译键值。3.去抖动。在译没一个键值后，为了防止抖动，加了一个计算环节，一旦检测到列信号后，译码，紧跟着进入计数环节，此时键抖动不会进入其他环节，这样可以防止抖动。4.数码管译码、循环显示。电路的具体功能罗列如下：1)采用4×4矩阵键盘作为操作数和操作符的输入设备。2)采用2位8段数码管作为输出显示设备，显示按下的数字及简单的功能。3)由于所有键盘在按下或者弹起的时候均有按键抖动，所以应该采用去抖电路，当检测到有按键

7、按下去的时候，应该延时20ms后，再进行检测，如果仍有键盘按键被按下去的话，则进行键盘读值。文档实用当CLK_1K上升沿到来时状态转为state0，然后判断列与非后的值，看是否有按键按下，如果有输入数据，则自动启动20ms的计数器，当计满数后，产生一个指示信号，此信号为1bit，高电平有效。当读到此指示信号后，便再次将row信号锁存至寄存器，便得到键盘的一个返回值。如果row没有变化，则state转换为state2，对第二行进行按键扫描。依此类推，扫描第三行与第四行。因为普通的按键都是接触式的，当按键闭合或释放时

8、，上下接触面都会产生一个很短暂的抖动，如图2.2所示，这个抖动时间一般都会持续5-10ms，虽然这个抖动时间很短，但对于FPGA工作在50M的高频率上的器件来说，还是可以捕捉的到的。为了使CPU对于一次按键操作只处理一次，在软件中必须加入去除抖动处理。如图2.1所示图2.1按键闭合时产生的抖动由图中可以看出，最简单的去抖方法就是每隔一段时间读一次键盘，时间间隔大于10ms