基于VHDL的键盘扫描电路设计

毕业论文（设计）题目：基于VHDL的键盘扫描电路设计系：机电工程系学生姓名：专业：电子信息工程班级：指导教师：起止日期：2012.10.15——2013.01.062013年1月6日东海科学技术学院本科生毕业论文I基于VHDL的键盘扫描电路设计(东海科学技术学院机电工程系，浙江舟山316000)摘要随着科技的发展，时代的进步，生活的需要，在我们生活的很多地方领域，都有键盘的应用，而且它的应用非常广，当然键盘扫描的方法也有很多种。键盘是单片机系统设计中一种主要的信息输入接口，合理的设计，不仅可以节省系统的设计成本，更可以使仪器设备的操作变得更为简单、方便、快捷，很大程度上提高系统综合性能。随着信息产业和微电子技术的发展，很多系统设计技术已经成为信息产业最热门的技术之一，在很多地方上都有应用，比如航空航天、医疗保健、通讯、广播、工业、测量测试等很多热门领域。并且随着工艺的进步和技术的发展，向更广泛的应用领域扩展。本次设计主要是运用VHDL硬件描述语言和图形设计综合方法，在MAX+PLUSⅡ软件平台的环境下建立波形文件，生成电路符号，设置输入端口，实现程序的模拟仿真，得到仿真波形图，才完成了键盘扫描电路的程序设计。这个电路设计是一个关于小型的计算器的键盘按键电路的设计，主要由5个部分组成，它们分别为分频器电路、键盘扫描计数器电路、按键检测电路、按键抖动消除电路和键盘编码电路。本次设计主要是设计一个4×4矩阵式的键盘扫描电路，它具有列扫描和行扫描的功能，有2个输入端口，分别为clk和col,同时也有2个输出端口，分别为row和bianma，按下按键的数据通过端口行、列线输入到FPGA芯片中去，FPGA芯片内部的扫描模块会将数据传送到编码器中进行编码，最终完成本次电路的设计。在生活中是这种小型的计算器是非常常用的，虽然体型很小，但却被广泛的使用，很多其他的东西都是在这种小型的计算器的键盘的基础上设计的。关键词：键盘扫描；VHDL；MAX+PLUSⅡ；仿真东海科学技术学院本科生毕业论文IIAbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnology,theprogressofthetimes,theneedofthelife,weliveinalotofplacefields,therearekeyboardapplication,butitsapplicationisverywide,ofcourse,thekeyboardscanningmethodalsohasalotof,thekeyboardisthedesignofsingle-chipmicrocomputersystemamaininformationinputinterface,areasonabledesign,notonlycansavethedesigncostofsystem,itcanmaketheequipmentoperationmoresimple,convenient,fast,greatlyimprovetheoverallsystemperformance.Withthedevelopmentofinformationindustryandthedevelopmentofmicroelectronictechnology,alotofsystemdesigntechnologyhasbecometheinformationindustryoneofthehottesttechnologies,inmanyplaceshaveapplications,suchasaerospace,medicalcare,communication,broadcast,industrial,testingandmanyotherhotareas.Andwiththetechnologyprogressandtechnologydevelopment,tothemorewidespreadapplicationdomainexpansion.ThemaindesignistheuseofVHDLhardwaredescriptionlanguageandgraphicdesignmethodintheMAX+PLUSsoftwareplatform,establishedunderthewavefile,generatingcircuitsymbols,settheinputport,procedurestoachievethesimulation,getthesimulationwaveform,tocompletethekeyboardscanningcircuitdesignprogram.Thecircuitdesignisasmallcalculatorkeyboardcircuitdesign,mainlyiscomposedby5parts,whichrespectivelyasthedividercircuit,keyboardscancountercircuit,keydetectioncircuit,keyjittereliminationcircuitandkeyboardcodingcircuit.Thedesignisthedesignofa4x4matrixkeyboardscanningcircuit,ithasacolumnscanningandscanningfunction,having2inputports,respectivelyCLKandcol,butalsohas2outputports,respectivelyrowandbianma,pressthekeydatathroughtheportline,lineinputtotheFPGAchip,FPGAchipinsidethescanningmodulecantransmitdatatotheencoderforencoding,thefinalcompletionofthecircuitdesign.Inlifeissuchasmallcalculatorisverycommon,thoughverysmallinsize,butitiswidelyused,manyotherthingsareinsuchasmallcalculatorkeyboarddesignbasedon.Keywords:keyboardscan;VHDL;MAX+PLUSⅡ;simulation东海科学技术学院本科生毕业论文III目录第1章绪论..................................................................................................................11.1研究的意义和背景..........................................................................................11.2键盘在国内外的发展状况..............................................................................11.3本课题研究的主要问题..................................................................................2第2章键盘扫描电路总体设计....................................................................................32.1设计工具的简介.............................................................................................32.1.1VHDL硬件描述语言...............................................................................32.1.2MAX+PLUSⅡ的简介................................................................................32.1.3FPGA芯片的介绍...................................................................................52.2键盘扫描电路的基本流程..............................................................................72.3键盘扫描电路的原理框图..............................................................................8第3章键盘扫描电路的模块电路设计....................................................................103.1分频器电路....................................................................................................103.2键盘扫描计数器电路....................................................................................113.3按键检测电路................................................................................................123.4按键抖动消除电路........................................................................................133.5键盘编码电路...............................................................................................133.6扫描电路总电路图.......................................................................................14第4章顶层设计........................................................................................................164.1端口定义........................................................................................................164.2仿真结果........................................................................................................174.3电路符号...................................................................................................