[摘要] 本设计是用vhdl语言来实现的基于rs232按位串行通信总线的行列式矩阵键盘接口电路，具有复位和串行数据的接收与发送功能，根据发光二极管led0—led2的显示状态可判断芯片的工作情况；实现所有电路功能的程序均是在美国altera公司生产的具有现场可编程功能的芯片epm7128slc84-15上调试通过的。该电路的设计贴近生活，实用性强，制成芯片后可作为一般的pc机键盘与主机的接口使用。
[关键词] cpld vhdl 键盘接口
一、引言
1.通过动态扫描来判断是否有键按下。
2.将键值转换成对应的ascii码值。
3.在时钟脉冲的作用实现串行数据的接收与发送。
二、设计方案分析
1.动态扫描原理。(1)依次使列线scan0—scan7输出0电平，检查行线retn0—retn7的电平状态。如果行线retn0—retn7的电平全为高电平，表示没键按下。如果retn0—retn7上的电平不全为高电平，表示有键按下。(2)如果没键按下，就返回扫描。有键按下则进行逐行扫描，找出闭合键的键号。其过程是：先使scan0=0,scan1—scan7=1,检测retn0—retn7上的电平，如果retn=0，则表示第一行第一列的键被按下，如果retn1=0，则表示第二行第二列的键被按下，其他依次类推；如果retn0—retn7均不为0，则表示这一列没键按下；然后再使scan1=0，检测第二列按键，这样一直循环下去，知道把闭合的键找到为止。
reset复位输入端;clk时钟输入端;rxd串行数据接收端; led[2..0]输出按下键对应的ascii码值的低三位去驱动发光二极管。
串行数据接收控制单元：将串行数据接收计数器设置位一个6位计数器，高4位为sh_r，低2位为sl_r,利用该计数器的状态实现串行数据的同步控制和记数控制。
串并转换电路单元：从rxd端接收的串行数据进经过串并变换后，将其低三位经led输出端输出，驱动发光二极管led0,led1,led2发光，从而显示接收端rxd的每个数据的低三位。当每个数据的低三位相同时，显示状态就不变化，否则就出现闪烁现象，以此来检查芯片的工作情况。
2.行编码，列记数译码模块框图
该模块实现行输入数据的编码、列扫描信号的记数、列值的译码功能。
行编码电路单元：正常工作时，列扫描信号sanc按列扫描，如果扫描到只有一个按键按下时，则相应的行扫描信号从rent0至rent7输入行编码电路，经过编码后的3位行编码信号由renc0至renc3输出；当由两个键同时按下时，行号低的位具有高优先级，优先编码；如果没有按键按下则rent=11111111.
列扫描记数电路单元：列记数器为一个6位计数器，对列扫描进行状态和记数控制；该计数器由行输入信号retn控制，当retn="11111111"时，即没有按键按下时，列计数器对列扫描循环记数，进行加1操作；一旦有键按下，则记数输出信号scnt被锁定为该时刻的记数值并保持不变,经译码后形成列扫描输出信号scan。
3.发送模块框图
该模块实现对发送计数器状态,以及记数的控制，将键值转换成对应的ascii码并发送的功能。
根据是否有键按下来决定是否启动发送计数器。当有键按下时，发送计数器被启动记数，然后将此时retn和scan的状态通过查表转换变成该键对应的ascii码发送出去，但只有当按键离开以后才能进入下一个数据的发送准备状态。
参考文献:
[1]邢立军:微型计算机接口技术. 机械工业出版社.2004.8
[2]周志光:单片机技术与应用. 中南大学出版社.2005.8
[3]房小翠:单片微型计算机与机电接口技术.国防工业出版社2002.3
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