嵌入式設備中CPLD的鍵盤控制實現

2004年6月A版

摘   要：用CPLD在信息家電控制平臺中設計鍵盤控制器。

關鍵詞：CPLD；鍵盤控制；信息家電；VHDL

前言

　　嵌入式系統中所用的鍵盤有編碼和非編碼鍵盤兩種。編碼鍵盤的優點是比較方便，亦不需要編寫太復雜的程序。其缺點是使用的硬件較復雜。非編碼鍵盤的按鍵是排列成行、列矩陣形式的，可以采用多種鎖存器和可編程并行I/O接口芯片組成，但是，在這些方法中，鍵盤擴展電路需要占用微處理器的資源對按鍵進行監控和處理，還有不能按照嵌入式設備中特定要求來進行開發，這些都制約了鍵盤在嵌入式設備中的開發應用。為了解決這一問題，本文提出一種利用復雜可編程邏輯器件設計技術實現鍵盤控制部分。

鍵盤時序信號和功能

　　本設計采用通用鍵盤的實現形式。用戶通過通用鍵盤向主機輸送信息，使用的鍵盤方式只向主機單向傳輸數據，而不接收主機發送過來的數據。鍵盤輸出的是掃描碼，按串行方式輸出。鍵盤輸出的信號包括時鐘信號和串行數據信號。鍵盤接口電路，按照串行傳送的鍵盤代碼的應答約定，接收鍵盤發送的掃描碼，同時，還向鍵盤發送主機的控制信號，主機與鍵盤接口的連接信號時序如圖1所示。

　　從時序圖可以看出鍵盤控制器欲實現以下功能：產生按鍵掃描時序，并進行硬件去抖動,如果有按鍵按下，實現按鍵編碼、中斷處理等功能；可以同時處理數字鍵和功能鍵，對多個按鍵同時按下，采用一定的處理算法優先進行處理；提供數據顯示接口，可以和我們采用的NEC公司NL3224BC35-20彩色顯示器正確連接。

　　在本控制平臺中根據系統要求對按鍵進行如下設置：數字鍵(0~9)、字母鍵(A~Z)、功能鍵(手動、自動、編程方式選擇)、清零鍵(CLR)等共56個，排成8