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專(zhuān)用鍵盤(pán)接口芯片的一種CPLD實(shí)現方案
作者：
時(shí)間：2012-04-14
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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在單片機應用系統中，存在多種形式的外部數據輸入接口界面，例如RS-232C串行通信、鍵盤(pán)輸入等[1,4]。其中利用鍵盤(pán)接口輸入數據，是實(shí)現現象實(shí)時(shí)調試、數據調整和控制最常用的方法。單片機的外圍鍵盤(pán)擴展電路有多種實(shí)現方式，例如直接利用I/O接口線(xiàn)或外接8255A接口芯片，配合適當的接口管理程序，就可以實(shí)現外圍鍵盤(pán)擴展功能。但是，在這些方法中，鍵盤(pán)擴展電路需要占用單片機的資源對按鍵進(jìn)行監控和處理，這對要求高實(shí)時(shí)性處理的單片機系統是不實(shí)現的。為了解決這一問(wèn)題，可以使用專(zhuān)用鍵盤(pán)接口芯片（例如Intel8279）[2]來(lái)組建鍵盤(pán)子系統。而且，這類(lèi)專(zhuān)用鍵盤(pán)接口芯片在使用靈活性方面尚有欠缺，尤其當用戶(hù)需要實(shí)現某些特定功能時(shí)，其缺點(diǎn)更為明顯。針對上述問(wèn)題，本文提出一種利用復雜可編程邏輯器件（Complex Programmable Logic Device，CPLD）設計技術(shù)[3]實(shí)現專(zhuān)用鍵盤(pán)接口芯片的方案。
1 系統原理
圖1是單片機系統中鍵盤(pán)子系統的構成原理框圖。其中鍵盤(pán)接口芯片KB-CORE是該子系統的核心部分，它應具備如下功能：第一，產(chǎn)生按鍵掃描時(shí)序，并進(jìn)行硬件去抖動(dòng)。如果直按鍵按下，實(shí)現按鍵編碼、中斷處理等功能。第二，可以區分處理數字鍵和功能鍵。數字鍵鈄由接口芯片暫存，而當功能鍵被按下時(shí)申請CPU中斷處理；對多個(gè)按鍵同時(shí)按下，按一定的編碼優(yōu)先級處理。第三，提供與MCS-51系列單片機兼容的接口，單片機可以讀取芯片中保存的數據或功能代碼。第四，提供數據顯示接口，可以直接驅動(dòng)4位七段LED數碼管，并進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描顯示。
按鍵根據鍵盤(pán)子系統的服務(wù)對象擬設置子數字鍵(0～9)、功能鍵（ROW、COL、DAT）、清零鍵（CLR）共14個(gè)，排成4×4的矩陣，有兩個(gè)未定義。
2 專(zhuān)用鍵盤(pán)接口芯片功能結構設計
根據上述專(zhuān)用鍵盤(pán)芯片KB-CORE的功能要求，圖2示出本芯片內部應有的結構框圖。
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