基于VHDL的矩陣鍵盤及顯示電路設計

如圖1所示，全部代碼由7個進程(process)組成。其中，進程P1和P2用于對列掃描輸入信號kbrow進行讀取，并通過或非運算產生行掃描使能控制信號en對行掃描輸出信號kbcol進行控制，并生成一個與kbcol對應的狀態信號state。若沒有按鍵被按下(即kbrow=0000)，則en= '1'，行掃描輸出信號kbcol不斷循環掃描各行；若有按鍵被按下，en=‘O’，則行掃描停止，并鎖存當前kbcol的值。進程P1和P2的代碼如下：


進程P3使用“case…when”語句，根據狀態信號state的值(即kbcol的值)和列掃描輸入信號kbrow的值進行按鍵值譯碼，生成一個4位二進制按鍵數值信號dat，用以記錄當前按鍵值。例如，當kbcol=“0010”，kbrow=“0001”時，“B”鍵按下，dat=“1011”。進程P3的代碼在此不再贅述。
進程P4和P5用于按鍵的防抖和按鍵值的移位寄存。通過將行掃描使能控制信號en不斷賦給一個8位二進制變量reg8，再將reg8賦給8位二進制信號key，實現對按鍵狀態的記錄，然后通過對key的各位數值進行與運算，生成防抖控制信號fnq。一旦有按鍵按下，en=‘O’，則即便是按鍵在抖動，key中至少也有1位數值為‘0’，從而使fnq=‘O’。只有當按鍵再次彈起，并且在連續8個時鐘周期內不再有新的按鍵按下，key的數值全為‘1’，則fnq=‘1’，fnq產生一個上升沿，從而觸發按鍵數值信號dat進入數值寄存信號temp(32位二進制數)的第0～3位，并將temp原來的第0～27位左移到第4～31位，實現1次按鍵按下的數值存儲。進程P4和P5的代碼如下：

進程P6用于將數值寄存信號temp的32位二進制數分配給8個數碼管，從而生成數碼管地址掃描輸出scan，以及數碼管數值信號data(4位2進制數)。進程P6代碼如下：