EDA课程设计键盘扫描电路设计

电子课程设计

—键盘扫描电路设计

学院：

班级：

姓名：

学号：

指导老师：

2009年12月

目录

1.设计任务与要求 (1)

2.功能模块 (2)

3.选择器件 (3)

4.功能模块 (5)

5.设计总体电路图 (8)

6.心得体会 (10)

一、设计任务与要求

1、键盘按钮数为4，系统时钟10MHz；

2、能识别出所按按钮；

3、按钮被按下后，视为此按钮输入一次，若按钮长时间不松，（时限1S）

后每隔0.5S视为再次输入，直至按钮松开；

4、要求能对按钮按下时指令的抖动能正确处理。对持续时间小于50ms

的输入不作响应；

5、各键设置不同优先级，多键同时按下时，视为优先级较高的按键被按

下；

二、功能模块

图3 模块delta

其VHDL语言如下：

library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all;

use ieee.std_logic_unsigned.all;

use ieee.std_logic_unsigned.all;

entity keyboard4_4 is

port(

rst : in std_logic;

clk_in : in std_logic;

keyin : in std_logic_vector(3 downto 0); scan : out std_logic_vector(3 downto 0); leds : out std_logic_vector(3 downto 0);

state : out std_logic;

VGA : out std_logic_vector(3 downto 0) );

end keyboard4_4;

architecture keyboard4_4_arch of keyboard4_4 is

--

--********************************************* component debouncing

port( key : IN STD_LOGIC ;

clk,clr : IN STD_LOGIC ;

dly_out : OUT STD_LOGIC ) ;

end component ;

--*********************************************

--

signal clkfrq : std_logic;

signal cntscn : std_logic_vector(1 downto 0); signal scnlin : std_logic_vector(3 downto 0); signal cntfrq : std_logic_vector(14 downto 0);

--signal cntfrq : std_logic_vector(3 downto 0); signal lednum : std_logic_vector(7 downto 0);

signal key_tmp : std_logic_vector(3 downto 0);

signal clk : std_logic;

signal cntfrq1 : std_logic_vector(5 downto 0); begin

VGA <= "0101"; --键盘功能选择

scan <= not scnlin;

lednum <= scnlin & (not key_tmp);

-- key_tmp <= keyin;

--debounuing ckt

debounuing : block

begin

U1: debouncing PORT MAP (

KEY => keyin(0) ,

DLY_OUT => key_tmp(0) ,

clr=>rst,

clk => CLK

);

U2: debouncing PORT MAP (

KEY => keyin(1) ,

dly_out => key_tmp(1) ,

clr=>rst,

clk => CLK

);

U3: debouncing PORT MAP (

key => keyin(2) ,

dly_out => key_tmp(2) ,

clr=>rst,

clk => CLK

);

U4: debouncing PORT MAP (

key => keyin(3) ,

dly_out => key_tmp(3) ,

clr=>rst,

clk => CLK

);

END block debounuing ;

--

--******************************************************

--

process(rst,clk_in) -- 晶振为40MHz，进行40000分频产生去抖时钟（1000Hz)

begin

if rst = '0' then

cntfrq <= (others => '0');

elsif rising_edge(clk_in) then

if (cntfrq = "100111000011111" or not (key_tmp="1110" or key_tmp="1101" or key_tmp="1011" or key_tmp="0111") ) then

--if (cntfrq = "100111000011111" or key_tmp="1111" ) then --if cntfrq = "1111" then

cntfrq <= (others => '0');

clk <= not clk;--去抖时钟

else

cntfrq <= cntfrq + 1;

end if;

end if;

end process;

process(rst,clk) --去抖时钟,50分频,形成扫描时钟

begin

if rst = '0' then

clkfrq <= '0';

cntfrq1 <= (others => '0');

elsif rising_edge(clk) then

if cntfrq1 = "11000" then

cntfrq1 <= (others => '0');

clkfrq <= not clkfrq;

else

cntfrq1 <= cntfrq1 + 1;

end if;

end if;

end process;

process(rst,clkfrq) -- 根据扫描时钟产生扫描线 begin

if rst = '0' then

cntscn <= "00";

elsif rising_edge(clkfrq) then

if cntscn = "11" then

cntscn <= "00";

else

cntscn <= cntscn+1;

end if;

case cntscn is

when "00" => scnlin <= "0001";

when "01" => scnlin <= "0010";

when "10" => scnlin <= "0100";

when "11" => scnlin <= "1000";

when others => null;

end case;

end if;

end process;

process(rst, clkfrq) -- 根据按键点亮相应的leds begin

if(rst = '0' ) then

leds <= not"1111";

elsif clkfrq'event and clkfrq = '0' then

case lednum is

when "00010001" =>

leds <= not"0001"; --1

when "00010010" =>

leds <= not"0010"; --2

when "00010100" =>

leds <= not"0011"; --3

when "00011000" =>

leds <= not"1010"; --A

when "00100001" =>

leds <= not"0100"; --4 when "00100010" =>

leds <= not"0101"; --5 when "00100100" =>

leds <= not"0110"; --6 when "00101000" =>

leds <= not"1011"; --B

when "01000001" =>

leds <= not"0111"; --7 when "01000010" =>

leds <= not"1000"; --8 when "01000100" =>

leds <= not"1001"; --9 when "01001000" =>

leds <= not"1100"; --C

when "10000001" =>

leds <= not"1110"; --* when "10000010" =>

leds <= not"0000"; --0

when "10000100" =>

leds <= not"1111"; --#

when "10001000" =>

leds <= not"1101"; --D

when others =>

null;

end case;

end if;

end process;

process(rst,key_tmp)

begin

if(rst = '0' ) then

state <= '1';

elsif (key_tmp="1110" or key_tmp="1101" or key_tmp="1011" or key_tmp="0111") then

state <= '0';

elsif (key_tmp="1111") then

state <= '1';

end if;

end process;

end keyboard4_4_arch;

三、心得体会

经过两周的课程设计，由于是第一次，过程有点曲折，有点累，但最后能得到理想的结果，心里感到特别高兴。因为是课程设计，需要制定一个最合理的方案。这就锻炼了我们理论分析、比较，联系实际情况的能力。由于需要各个方面的材料和数据，我们需要运用各种手段去查找资料，这增长了我们自学的能力。在电路的生成和调试过程中，我们遇到了各种问题，通过对种种问题的解决，我们在工程实际的层次上更进一步理解理论知识。我们不仅更好地理解了所学的理论知识，更重要的是把知识从书中提炼出来运用到生活当中，这是一种质的飞跃。在这次课程设计当中也离不开老师的帮助，他们尽心尽责给了我很大的帮助，非常感谢。