矩阵式键盘接口通用IP核的设计与实现
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７６ ３
化
工
自 动 化
及 仪
表
第 ３ ８卷
矩 阵 式 键 盘 接 口通 用 ｌ 的设 计 与 实 现 Ｐ核
张俊 涛 张 弛
（ 西 科 技 大学 电气 与 信 息 工程 学 院 ， 安 ７０ ２ ） 陕 西 １０ １
摘
要
设 计 并 实现 一 种 基 于 Ｆ Ｇ 的 矩 阵 式键 盘 接 口 Ｉ ＰＡ Ｐ核 。 与传 统 的 软 件 扫 描 编 程 方 式相 比 。 用 应
ｏ 厂ｏ ｏ ，— ＿ ＿ ． 】 。Ｉ Ｄ 。 Ｘ
图 １ ４×４矩 阵形 键 盘 电路
收 稿 日期 ： ０ １ ） ．３ ２ １ ４１ １
第 ６期
张俊 涛 等 ． 阵 式 键 盘 接 口通 用 Ｉ 矩 Ｐ核 的设 计 与 实 现
； … ： … ａｄ ｓａ …ｃ ｂ ｒ ｃ ｎ ｍａｈ ｏ— — … ｅ— ｔｔ ａ
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上千万 门 ， 逐渐 成 为嵌入 式系统设 计 的核心 器件 。
将 电子 系统 的核心 模块 设 计 成 Ｉ Ｐ核 ， 入 到 Ｆ ． 嵌 Ｐ
Ｇ 中， 论是在 减小 系统体积 、 低系统 功耗 ， Ａ 无 降 还
是 提高 系统 可靠 性 方面 都具 有 明显 的优 势 ， 同时
Ｃ３ Ｓ１ ５
～
实 现 ４ｘ ４键盘 ， 但按键 的读取需 要用 处理 器进 行
编程 扫描 ， 相对 比较 复 杂。虽 然 有 键盘 电路 接 口
专用 芯片 ， 使 用 这类 芯 片不 但 增 加 了 系统 的成 但
本， 而且体 积大不 利于 降低 系统 功耗 。 随着数 字集 成 电路 制 造 工艺 的发 展 ， 编程 可 逻辑 器件 密 度越 来 越 高 ， 片 Ｆ Ｇ 的规 模 可达 单 ＰＡ
键 盘 电路是 嵌 入式 系统 中基 本 的输入 设 备 ， 有独立式 和矩 阵 式 两 大类 ： 立 式键 盘 每个 键 占 独
还 能提高 开发效率 ， 降低 产 品成 本 。
１ 键盘 Ｉ Ｐ设 计 原 理
用一个 ＩＯ 口， ／ 因此 当按键 较 多 时 ， Ｏ 口 占用 率 Ｉ ／ 高 ； 阵式键盘 资源 占用率低 ， ８个 ＩＯ口即可 矩 用 ／
－
ｃ ０并 接收行 线 Ｒ ３～Ｒ Ｏ信 号检 测按 键位 置 ， 置 设 键盘 状态标 志 （ Ｋ Ｙ） 输 出四位 按键 编 码 Ｋ ｙ ｎＥ 并 ｅ—
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Ｉ Ｐ核检 测键 盘 具 有 可 靠性 高 、 时性 好 以及 简 化 系统 软 件 设 计 等 优 点 ， 时不 增 加 系 统 成 本 、 积 和 功 实 同 体
耗。
关 键 词 矩 阵键 盘
接口 Ｉ Ｐ核
中 图分 类 号
Ｔ３ Ｐ
文 献标 识 码 Ａ
文章 编号 １ ０ —９ ２ ２ １ ） ６０ ３ －３ ０ ０ ３ ３ （ ０ １ ０ －７ ６０
笔 者设计 基 于 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ的 ４ｘ ４矩 阵式 键盘 （ 图 １ 接 口 Ｉ 。键盘接 口 Ｉ 的总体 设计 思想 基 ） Ｐ核 Ｐ核
于矩 阵式键 盘 扫描 原 理 。Ｉ Ｐ核 的 结 构 主 要 由分 频 器 （ ｉ ｓ ｎ ｅｅ ） ｄｖ ｉ — ｖｎ 和键 盘 扫描 状态 机 （ ｅｂ ａｄ ｉｏ ｋ ｙｏｒ
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高按 键检 测 的可靠 性 。 当系统 时 钟 为 ５ ＭＨ 时 ， ０ ｚ 采用 偶分 频器 实 现 １ 分 频 即 可得 到 ２ ｍｓ的 时 ０ ０
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ｍａ ห้องสมุดไป่ตู้ ｎ ｃ ｉｅ
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ｓ ｔ） ｔ ｅ 两个 模块组 成 ， 图 ２所示 。 ａ 如
其 中分频 器 用 于 将 系统 时 钟 （ｙ— ｌ） 低 到键 ｓｓ ｅ 降 ｋ 盘Ｉ Ｐ核所 要 求 时 钟周 期 范 围 内 。键 盘扫 描 状态 机是 Ｉ Ｐ核设 计 的 核 心 ， 键 按 下 时 在 键 盘 时钟 有 （ ｅ — ｌ） ｋ ｙ ｃ 的作 用 下 ， 环 输 出列 线 扫 描 码 Ｃ ｋ 循 ３一
由于 扫描状 态 机 对 时 钟 频 率 无 严 格 要 求 ， 故
扫描 周期 设 计 为 ２ ｍ ， 利 于 消 除按 键 抖 动 ， ０ ｓ有 提
定 义 了 Ｎ Ｋ Ｙ— Ｒ Ｓ Ｅ 无 键 按 下 ） Ｓ Ａ Ｏ— Ｅ Ｐ Ｅ Ｓ Ｄ（ 、 Ｃ Ｎ—
Ｃ（ Ｏ 扫描 第 ０列 ） Ｓ Ａ — １ 扫 描第 １列 ） Ｓ Ａ 、Ｃ Ｎ Ｃ （ 、Ｃ Ｎ
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图 ２ 键 盘接 口 Ｉ Ｐ核 设 计 框 图
２ 分 频 器 设 计
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图 １ ４×４矩 阵形 键 盘 电路
收 稿 日期 ： ０ １ ） ．３ ２ １ ４１ １
第 ６期
张俊 涛 等 ． 阵 式 键 盘 接 口通 用 Ｉ 矩 Ｐ核 的设 计 与 实 现
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１ 键盘 Ｉ Ｐ设 计 原 理
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