EDA課設(shè)報告(哈理工榮成)

1、哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院課程設(shè)計題目：矩陣鍵盤控制電路設(shè)計班級：姓名：學(xué)號：1/12目錄一、設(shè)計任務(wù)1二、方案選擇1三、實現(xiàn)方案與電路原理圖2四、引腳分配表5五、關(guān)系表5六、總體設(shè)計6七、軟件設(shè)計源程序及實驗現(xiàn)象6八、總結(jié)112/12一、設(shè)計任務(wù)矩陣鍵盤實驗 1：向用戶介紹矩陣鍵盤掃描實現(xiàn)的方法， ；把相應(yīng)的鍵值顯示在數(shù)碼管二、方案選擇（ 1）矩陣鍵盤基礎(chǔ)知識在許多數(shù)字系統(tǒng)中， 經(jīng)常采用按鍵系統(tǒng)的輸入方式之一， 為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)輸入或者命令輸入。 當(dāng)按鍵數(shù)目交多少時， 把每一個按鍵連接到鍵盤矩陣中行和列的交叉點，如下圖所示，一個 4*4 行列結(jié)構(gòu)可構(gòu)成有 16 個按鍵的矩陣。開發(fā)板上設(shè)計了行列式矩

2、陣編碼鍵盤，規(guī)模為4*4 ，可作為外部輸入。采用矩陣編碼可以減少對口的占用。開發(fā)板上的矩陣編碼鍵盤有4 條行線， 4 條列線。行線和列線的交又處不直接連接，而是通過一個按鍵加以連接。這樣就構(gòu)成了 4*4=16 個按鍵輸入，比直接將信號線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構(gòu)成 20 鍵的鍵盤，而直接用端口線則只能多出一鍵 (9 鍵 )。由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時，采用矩陣法來做鍵盤是合理的。矩陣式結(jié)構(gòu)的鍵盤顯然比直接法要復(fù)雜一些，識別也要復(fù)雜一些，如圖列線通過電阻接正電源， 并將行線所接的、 的口作為輸出端， 而列線所接的口則作為輸入。這樣，當(dāng)按鍵沒有按下時

3、，所有的輸出端都是高電平，代表無鍵按下。行線輸出是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會被拉低，這樣，通過讀入輸入線的狀態(tài)就可以得知是否有鍵按下了。（ 2）行掃描法的基礎(chǔ)知識行掃描法又稱為逐行 (或列 )掃描查詢法，是一種最常用的按鍵識別方法。第一種（列掃描）：1/121、判斷鍵盤中有無鍵按下：將全部行線 Y03 置低電平，然后檢測列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低， 則表示鍵盤中有鍵被按下， 而且閉合的鍵位于低電平線與 4 根行線相交叉的 4 個按鍵之中。若所有列線均為高電平， 則鍵盤中無按鍵按下。2、判斷閉合鍵所在的位置： 在確認(rèn)有鍵按一下后， 即可進入確定具體閉合鍵的過程。其方法是：依次將行線

4、置為低電平，即在置某根行線為低電平時，其它線為高電平。在確定某根行線位置為低電平后， 再逐行檢測各列線的電平狀態(tài)。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交義處的按鍵就是閉合的按鍵。第二種：本設(shè)計中采用 (行掃描 )1、等待按鍵并識別按鍵位置：按一定的頻率用低電平循環(huán)掃描行線 Y03，同時檢測列線的狀態(tài)，一旦判斷有一列為低則表示有鍵被按下， 停止掃描并保持，當(dāng)前行線的狀態(tài)，再讀取列線的狀態(tài)從而得到當(dāng)前按鍵的鍵碼。2、等待按鍵彈起：檢測到各列線都變成高電平后，重新開始掃描過程，等待下一次按鍵。三、實現(xiàn)方案與電路原理圖圖 1-1 (415F17C8N) 局部圖2/12圖 1-2矩陣鍵盤引腳圖圖 1-

5、3一位數(shù)碼管電路圖圖 1-4一位數(shù)碼管引腳圖（一）3/12圖 1-4一位數(shù)碼管引腳圖（二）圖 1-5 (415F17C8N) 內(nèi)部電路圖4/12四、引腳分配表圖 1-6引腳分配表截圖五、關(guān)系表表 1-6掃描信號和列線按鍵輸入信號與按鍵之間的關(guān)系表5/12六、總體設(shè)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計：由行列式鍵盤原理就可以知道，要找正確的完成鍵盤輸入工作必須有按鍵掃描電路產(chǎn)生 30 信號。同時還必須有按鍵譯碼電路 30 信號和 30 信號中譯碼出按鍵的值。此外，一般還需要一個按鍵發(fā)生信號用于和其他模塊接口， 通知其他模塊按鍵上有按鍵動作發(fā)生， 并可以從按鍵上讀取按鍵的鍵值。 由于各個模塊需要的時鐘頻率是不一樣

6、的， 因此時鐘產(chǎn)生模塊就是用于產(chǎn)生各個模塊需要的時鐘信號。因此得到接盤接口電路的結(jié)構(gòu)如上圖所示。七、軟件設(shè)計源程序及實驗現(xiàn)象;1164;(: ;: ;6/12:(30);行線:(30);列線:(70)；數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù);: (24 0); 分頻計數(shù)器: (3 0); 掃描碼寄存器（行值）: (3 0); 保存行掃描碼: (7 0); 的寄存器<= ;<= ;()(= '1')<= "000"('= '1');<= +1;(20 19)此進程由計數(shù)器的 19 和 20 位的值來決定行線掃描的循環(huán)值(2019)&qu

7、ot;00"=> <="1110"判斷第一列是否有鍵按下"01"=> <="1101"判斷第二列是否有鍵按下"10"=> <="1011"判斷第三列是否有鍵按下"11"=> <="0111"判斷第四列是否有鍵按下;()此進程用于讀取哪個按鍵被按下,先檢測列數(shù) ,再檢測行數(shù) ,兩者交接即為按鍵序號 ,即逐行掃描(= '1')<= "0000"('

8、9;1')檢測何處有鍵按下 ,先檢測列數(shù) ,再檢測行數(shù)"1110" =>當(dāng)掃描結(jié)果為第一列時"1110" =>如果行為第一行 ,相交鍵被按下<= "0000"“ 0”鍵被按下"1101" =><= "0001""1011" =><= "0010""0111" =><= "0011"7/12=>"1101" =>當(dāng)掃描結(jié)果為第

9、二列時"1110" =><= "0100""1101" =><= "0101""1011" =><= "0110""0111" =><= "0111"=>"1011" =>當(dāng)掃描結(jié)果為第三列時"1110" =><= "1000""1101" =><= "1001&q

10、uot;"1011" =><= "1010""0111" =><= "1011"=>"0111" =>當(dāng)掃描結(jié)果為第四列時"1110" =><= "1100""1101" =><= "1101""1011" =><= "1110""0111" =><= "1111&

11、quot;=>8/12=><= "1111"顯示鍵值()"0000" =><= "11111100" 當(dāng)“ 0”鍵被按下，數(shù)碼管顯示 0 "0001" =><= "01100000""0010" =><= "11011010""0011" =><= "11110010""0100" =><= "01100110

12、""0101" =><= "10110110""0110" =><= "10111110""0111" =><= "11100000""1000" =><= "11111110""1001" =><= "11100110""1010" =><= "11101110""

13、1011" =><= "00111110""1100" =><= "10011100""1101" =><= "01111010""1110" =><= "10011110""1111" =><= "10001110"=>9/12;實驗現(xiàn)象：數(shù)碼管顯示按下的按鍵位置八、總結(jié)本次課程設(shè)計， 主要是利用軟件構(gòu)造一個 4*4 鍵盤掃描的顯示電路。 程序編程中使用的是逐行掃描，先判斷行數(shù)，再判斷列數(shù)，然后構(gòu)造出按鍵序號。再由按鍵序號值進行數(shù)碼管的設(shè)定。其中，進行數(shù)碼管設(shè)定時，最初我們的數(shù)碼管顯示是按照“”順序來的，進行引腳設(shè)定時，通過查圖發(fā)現(xiàn)，在主板中，先由引腳對應(yīng)到 “(b4h36a) (b4h36a) ”