基于VHDL的矩陣鍵盤(pán)及顯示電路設計

如圖1所示，全部代碼由7個(gè)進(jìn)程(process)組成。其中，進(jìn)程P1和P2用于對列掃描輸入信號kbrow進(jìn)行讀取，并通過(guò)或非運算產(chǎn)生行掃描使能控制信號en對行掃描輸出信號kbcol進(jìn)行控制，并生成一個(gè)與kbcol對應的狀態(tài)信號state。若沒(méi)有按鍵被按下(即kbrow=0000)，則en= '1'，行掃描輸出信號kbcol不斷循環(huán)掃描各行；若有按鍵被按下，en=‘O’，則行掃描停止，并鎖存當前kbcol的值。進(jìn)程P1和P2的代碼如下：


進(jìn)程P3使用“case…when”語(yǔ)句，根據狀態(tài)信號state的值(即kbcol的值)和列掃描輸入信號kbrow的值進(jìn)行按鍵值譯碼，生成一個(gè)4位二進(jìn)制按鍵數值信號dat，用以記錄當前按鍵值。例如，當kbcol=“0010”，kbrow=“0001”時(shí)，“B”鍵按下，dat=“1011”。進(jìn)程P3的代碼在此不再贅述。
進(jìn)程P4和P5用于按鍵的防抖和按鍵值的移位寄存。通過(guò)將行掃描使能控制信號en不斷賦給一個(gè)8位二進(jìn)制變量reg8，再將reg8賦給8位二進(jìn)制信號key，實(shí)現對按鍵狀態(tài)的記錄，然后通過(guò)對key的各位數值進(jìn)行與運算，生成防抖控制信號fnq。一旦有按鍵按下，en=‘O’，則即便是按鍵在抖動(dòng)，key中至少也有1位數值為‘0’，從而使fnq=‘O’。只有當按鍵再次彈起，并且在連續8個(gè)時(shí)鐘周期內不再有新的按鍵按下，key的數值全為‘1’，則fnq=‘1’，fnq產(chǎn)生一個(gè)上升沿，從而觸發(fā)按鍵數值信號dat進(jìn)入數值寄存信號temp(32位二進(jìn)制數)的第0～3位，并將temp原來(lái)的第0～27位左移到第4～31位，實(shí)現1次按鍵按下的數值存儲。進(jìn)程P4和P5的代碼如下：

進(jìn)程P6用于將數值寄存信號temp的32位二進(jìn)制數分配給8個(gè)數碼管，從而生成數碼管地址掃描輸出scan，以及數碼管數值信號data(4位2進(jìn)制數)。進(jìn)程P6代碼如下：