基于FPGA和VHDL語言的多按鍵狀態(tài)識別系統(tǒng)
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2.2 按鍵電路
圖3為一路按鍵電路，共60個按鍵(i=1～60)。由于外界環(huán)境復(fù)雜，按鍵引線長達(dá)6 m，保護(hù)二極管VDi：在外界干擾信號大于VCC時導(dǎo)通起到保護(hù)FPGA的作用。電阻Ri上拉限流，按鍵未閉合狀態(tài)下FPGA輸入引腳始終處于高電平。
3 FPGA內(nèi)部邏輯設(shè)計
FPGA內(nèi)部功能分為掃描模塊、編碼模塊、控制模塊以及同步FIFO RAM模塊，如圖4所示。
圖4中，K1~K60為60個按鍵的輸入端，Scan為工作模式選擇信號，Ready為讀準(zhǔn)備好信號，RdClk為讀時鐘信號，Data[7：0]為數(shù)據(jù)輸出，ModCtr為編碼模式控制信號，F(xiàn)IFOWEn為FIFO RAM寫使能信號，F(xiàn)IFOIn為FIFO RAM數(shù)據(jù)輸入，State為按鍵狀態(tài)掃描信號。其工作原理為：掃描模塊周期掃描按鍵狀態(tài)，其結(jié)果送入編碼模塊;編碼模塊根據(jù)模式控制信號ModCtr選擇編碼方式編碼，將其結(jié)果送入FIFO RAM;控制模塊產(chǎn)生對FIFO RAM的讀取控制信號;MCU可通過Readv、RdClk控制信號讀取Data[7：0]數(shù)據(jù)線上的按鍵編號和狀態(tài)數(shù)據(jù)。
3.1 掃描模塊
掃描模塊主要完成掃描按鍵狀態(tài)輸入和按鍵的軟件去抖動。掃描按鍵狀態(tài)輸入是以5 m8為周期掃描60個輸入引腳，將其結(jié)果存入60個兩位狀態(tài)移位寄存器。其代碼為：
按鍵去抖有硬件和軟件2種實現(xiàn)方式。為了節(jié)省成本，充分發(fā)揮FPGA器件的功能，該系統(tǒng)設(shè)計采用軟件去抖。圖5為軟件去抖動流程。圖中State為2位狀態(tài)移位寄存器，初始值為0，TimeDelay為延時計數(shù)器。
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