嵌入式设备中CPLD的键盘控制实现

2004年6月A版

摘 要：用CPLD在信息家电控制平台中设计键盘控制器。

关键词：CPLD；键盘控制；信息家电；VHDL

前言

嵌入式系统中所用的键盘有编码和非编码键盘两种。编码键盘的优点是比较方便，亦不需要编写太复杂的程序。其缺点是使用的硬件较复杂。非编码键盘的按键是排列成行、列矩阵形式的，可以采用多种锁存器和可编程并行I/O接口芯片组成，但是，在这些方法中，键盘扩展电路需要占用微处理器的资源对按键进行监控和处理，还有不能按照嵌入式设备中特定要求来进行开发，这些都制约了键盘在嵌入式设备中的开发应用。为了解决这一问题，本文提出一种利用复杂可编程逻辑器件设计技术实现键盘控制部分。

键盘时序信号和功能

　　本设计采用通用键盘的实现形式。用户通过通用键盘向主机输送信息，使用的键盘方式只向主机单向传输数据，而不接收主机发送过来的数据。键盘输出的是扫描码，按串行方式输出。键盘输出的信号包括时钟信号和串行数据信号。键盘接口电路，按照串行传送的键盘代码的应答约定，接收键盘发送的扫描码，同时，还向键盘发送主机的控制信号，主机与键盘接口的连接信号时序如图1所示。

　　从时序图可以看出键盘控制器欲实现以下功能：产生按键扫描时序，并进行硬件去抖动,如果有按键按下，实现按键编码、中断处理等功能；可以同时处理数字键和功能键，对多个按键同时按下，采用一定的处理算法优先进行处理；提供数据显示接口，可以和我们采用的NEC公司NL3224BC35-20彩色显示器正确连接。

　　在本控制平台中根据系统要求对按键进行如下设置：数字键(0~9)、字母键(A~Z)、功能键(手动、自动、编程方式选择)、清零键(CLR)等共56个，排成8