基于CPLD的鍵盤控制器設(shè)計(jì)
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通過這樣的處理既滿足設(shè)計(jì)的需要，又起到對(duì)器件保護(hù)的作用。EN是掃描電路的使能輸入端，高電平有效。它通過去抖動(dòng)后的列回復(fù)線相與得到。當(dāng)有按鍵按下時(shí)，相應(yīng)的列線將被置低。相與的結(jié)果為低，這使掃描電路停止掃描，等待控制器對(duì)掃描結(jié)果進(jìn)行處理，得到相應(yīng)的鍵值送入鍵值鎖存器，等待單片機(jī)讀取。這樣做的好處是可防止控制器漏掉按鍵的讀取。根據(jù)調(diào)試得知，鍵盤掃描時(shí)鐘信號(hào)最好是去抖電路時(shí)鐘的四分頻以上。所以CLK是通過對(duì)去抖電路的時(shí)鐘進(jìn)行分頻得到的。圖3給出實(shí)現(xiàn)掃描電路的具體原理圖。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/192036.htm
(2)該設(shè)計(jì)中采用4×4的鍵盤，有16個(gè)按鍵狀態(tài)，再加上一個(gè)沒有鍵按下的狀態(tài)共有17個(gè)狀態(tài)，而4位二進(jìn)制數(shù)只能表示16個(gè)狀態(tài)。為了解決這個(gè)問題，將R4和L4或非后再與計(jì)數(shù)器產(chǎn)生的中斷信號(hào)相或，產(chǎn)生一個(gè)單片機(jī)中斷。當(dāng)按下最后一個(gè)鍵時(shí)，鍵盤控制器便產(chǎn)生1個(gè)中斷，讓單片機(jī)來讀取這個(gè)按鍵值0000(在沒有鍵按下時(shí)也是這個(gè)狀態(tài))，從而區(qū)分了無按鍵狀態(tài)和最后一個(gè)按鍵按下的狀態(tài)。這樣在編碼的時(shí)候只需考慮前15個(gè)鍵的狀態(tài)信息。最終可用4位二進(jìn)制數(shù)表示所有按鍵狀態(tài)。圖4給出實(shí)現(xiàn)編碼器的具體原理圖。
(3)鍵盤去抖動(dòng)電路主要由2個(gè)DQ觸發(fā)器和1個(gè)基本RS觸發(fā)器組成。當(dāng)有鍵按下時(shí)，理想情況下相應(yīng)的列線應(yīng)該是一直保持低電平。
但是實(shí)際應(yīng)用中不可避免地產(chǎn)生抖動(dòng)，此時(shí)列回復(fù)線將發(fā)生長短不等的高電平跳躍現(xiàn)象。鍵盤去抖電路就是去除這樣抖動(dòng)的高電平對(duì)按鍵鍵值檢測(cè)帶來的干擾。為了消除這樣的干擾，去抖電路采用兩級(jí)延時(shí)策略。
只要抖動(dòng)的高電平持續(xù)時(shí)間在去抖電路的2個(gè)時(shí)鐘周期之內(nèi)，這種抖動(dòng)是不會(huì)被引進(jìn)編碼電路的。鍵盤去抖電路的具體原理圖實(shí)現(xiàn)如圖5所示。
3 仿真實(shí)驗(yàn)及分析
3．1 掃描電路的輸出仿真波形
鍵盤控制器掃描電路的輸出仿真波形如圖6所示。在圖6中掃描電路的輸出端依次循環(huán)輸出低電平來掃描鍵盤的每一行，圖中L1～L4是沒有加三態(tài)門的掃描器輸出，其作為編碼電路的輸入，R1～R4是加三態(tài)門的輸出波形，從圖3中可以看出當(dāng)L1～L4的輸出是高電平時(shí)，R1～R4的輸出狀態(tài)是高阻。
評(píng)論