嵌入式設備中CPLD的鍵盤(pán)控制實(shí)現

2004年6月A版

摘   要：用CPLD在信息家電控制平臺中設計鍵盤(pán)控制器。

關(guān)鍵詞：CPLD；鍵盤(pán)控制；信息家電；VHDL

前言

　　嵌入式系統中所用的鍵盤(pán)有編碼和非編碼鍵盤(pán)兩種。編碼鍵盤(pán)的優(yōu)點(diǎn)是比較方便，亦不需要編寫(xiě)太復雜的程序。其缺點(diǎn)是使用的硬件較復雜。非編碼鍵盤(pán)的按鍵是排列成行、列矩陣形式的，可以采用多種鎖存器和可編程并行I/O接口芯片組成，但是，在這些方法中，鍵盤(pán)擴展電路需要占用微處理器的資源對按鍵進(jìn)行監控和處理，還有不能按照嵌入式設備中特定要求來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，這些都制約了鍵盤(pán)在嵌入式設備中的開(kāi)發(fā)應用。為了解決這一問(wèn)題，本文提出一種利用復雜可編程邏輯器件設計技術(shù)實(shí)現鍵盤(pán)控制部分。

鍵盤(pán)時(shí)序信號和功能

　　本設計采用通用鍵盤(pán)的實(shí)現形式。用戶(hù)通過(guò)通用鍵盤(pán)向主機輸送信息，使用的鍵盤(pán)方式只向主機單向傳輸數據，而不接收主機發(fā)送過(guò)來(lái)的數據。鍵盤(pán)輸出的是掃描碼，按串行方式輸出。鍵盤(pán)輸出的信號包括時(shí)鐘信號和串行數據信號。鍵盤(pán)接口電路，按照串行傳送的鍵盤(pán)代碼的應答約定，接收鍵盤(pán)發(fā)送的掃描碼，同時(shí)，還向鍵盤(pán)發(fā)送主機的控制信號，主機與鍵盤(pán)接口的連接信號時(shí)序如圖1所示。

　　從時(shí)序圖可以看出鍵盤(pán)控制器欲實(shí)現以下功能：產(chǎn)生按鍵掃描時(shí)序，并進(jìn)行硬件去抖動(dòng),如果有按鍵按下，實(shí)現按鍵編碼、中斷處理等功能；可以同時(shí)處理數字鍵和功能鍵，對多個(gè)按鍵同時(shí)按下，采用一定的處理算法優(yōu)先進(jìn)行處理；提供數據顯示接口，可以和我們采用的NEC公司NL3224BC35-20彩色顯示器正確連接。

　　在本控制平臺中根據系統要求對按鍵進(jìn)行如下設置：數字鍵(0~9)、字母鍵(A~Z)、功能鍵(手動(dòng)、自動(dòng)、編程方式選擇)、清零鍵(CLR)等共56個(gè)，排成8