EDA技術在微機接口技術實驗教學中的應用

2.4 按鍵長按、去抖及相關問題的解決

本設計中，如果長時間(超過2個掃描周期)按同一按鍵視為單次按鍵，處理方法如下：每次掃描到的鍵碼與暫存在data_key的鍵碼相比，如果相等則說明按鍵未釋放，不作處理；如果不等說明有新的按鍵按下，則觸發中斷。這樣設計解決了長按鍵的問題，但產生了新的問題：如果下次(間隔了若干個掃描周期)還是同一鍵按下，那么會掃描到同一鍵碼，按照上述處理機制，這個鍵碼是不送數據線的，這是不正確的。

我們注意到，同一按鍵按下間隔的時鐘周期理論上為4個周期(按本設計4行掃描線計算)，在本設計中，采用16.384 MHz時鐘，采用計數的方法進行分頻，得到125 Hz的參考時鐘，故需要32 ms。在實際應用中，任何操作人員也達不到這個速度。所以，這里可以采用一個小技巧：

設計一個計數器，每掃描到一次為0鍵碼(無鍵按下)，計數器加1。如果有鍵按下，即掃描到的鍵碼不為0，則計數器清零；如果計數到某一數值(即時間大于一個掃描周期)，則保持當前計數不變。這樣通過綜合分析，得出觸發中斷、要求得到響應的條件為：

(1) 掃描到的鍵碼不為0；

(2) 本次掃描到的鍵碼和寄存器data key中的暫存碼不同；

(3) 計數器當前計數值大于3；

這樣就解決了不同按鍵的響應問題，或者：

(1) 掃描到的鍵碼不為0；

(2) 計數器當前計數值大于等于5。

這樣就解決了在以上功能實現前提下同一按鍵連續按下的響應問題。

大量實踐經驗證明，按鍵抖動時間一般為10 ms(保守估計)，本設計中掃描時鐘為8 ms，在滿足快速響應按鍵的同時，在較大程度上也實現了鍵盤去抖的功能。

2.5 VHDL程序設計

限于篇幅，這里只給出一組掃描線情況(ROW=“1110”)下按鍵識別的設計實現方法：