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以PLD器件实现自动扫描去抖的编码键盘设计

以PLD器件实现自动扫描去抖的编码键盘设计

点击数:7857 次   录入时间:03-04 11:40:29   整理:http://www.55dianzi.com   DSP/FPGA技术

  1 GAL6002芯片简介

  GAL6002是LattICe公司研制的电可擦除、可重复编程的高性能 PLD 器件,图1所示是其引脚排列。GAL6002具有78×64×36 FPLA结构,可提供78×64的可编程与阵列和64×36的可编程或阵列。它具有10个输出宏单元、8个隐埋宏单元及20个输入和I/O宏单元。它的两个独立输入时钟可分别用于输入和输出宏单元的控制。其输出宏单元和隐埋宏单元的寄存器共用一个高有效复位乘积项。每个寄存器复位为“0”。输出宏单元和输出脚之间均有一个反相缓冲器,每个输出缓冲器的使能可由单独的乘积项来控制。

  2 设计原理

  直接访问方式下的接口电路如图2所示。以下分别从去抖电路、自动扫描电路和接口电路三方面来描述该自动 扫描去抖 编码键盘 电路的设计原理。

  2.1去抖电路

  去抖电路用来执行两个功能:其一是当按键按下时产生一个“冻结”信号FREZ,以用来停止并“冻结”扫描状态机直到按键被释放。它的ABEL方程为:

  FREZ:=!(COL3&COL2&COL1&COL0);

GAL6002管脚图

图1 GAL6002管脚图

  其二是当输出保持低电平达两个(或更多)相邻时钟周期时产生一个中断INT。其ABEL方程为:

  INT:=FREZ&!(COL3&COL2&COL1&COL0);

直接访问方式下的接口电路

图2 直接访问方式下的接口电路

  2.2 自动扫描电路

  自动扫描电路的软件定义如下:

  R OWREG=[ROW3,ROW2,ROW1,ROW0];

自动扫描电路的软件定义

  扫描状态机在输入时钟的上升沿依次向键盘行线发送“0”电平以扫描键盘,如果FREZ信号被使能,则“冻结”状态机。该操作在ABEL文件中的状态图描述如下:

该操作在ABEL文件中的状态图描述

  2.3 接口电路

  在该电路的ABEL文件中,可由真值表界定按键的行列位置与输出值D3~D0的对应关系,其中数值1~16分别对应于16个按键,即编码键盘的键值。从Lattice公司的工具软件ispDesignEXPERT8.2对ABEL文件的编译结果来看,当有多键同时按下时,D3~D0的输出亦为“0”,因此在51汇编程序中应对“0”号键进行适当取舍。

  通过输出缓冲器可使输出管脚设置成高阻态,因此输出管脚可以直接和单片机的数据总线连接。本设计中,D3~D0输出缓冲器由CS和RD两个信号控制。其ABEL方程为:

ABEL方程

  采用间接控制方式读取键值的接口电路如图3所示。

采用间接控制方式读取键值的接口电路

图3 间接访问方式下的接口电路

  3 ABEL文件清单

  下面给出KEY44.ABL文件的具体程序清单,其编译工具为Lattice公司的ispDesignEXPERT8.2。

KEY44

KEY44

KEY44

KEY44




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