EDA课程设计--键盘扫描电路设计

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

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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。