智能仪器设计报告基于单片机和FPGA的矩阵键盘控制系统设计.docVIP

PAGE 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc360375990 1. 概述 PAGEREF _Toc360375993 \h - 1 - HYPERLINK \l _Toc360375991 2. 89C51单片机简介 PAGEREF _Toc360375993 \h - 1 - HYPERLINK \l _Toc360375992 3. FPGA简介 PAGEREF _Toc360375993 \h - 2 - HYPERLINK \l _Toc360375993 4. 矩阵键盘控制系统 PAGEREF _Toc360375993 \h - 3 - HYPERLINK \l _Toc360375994 4.1. FPGA设计框图 PAGEREF _Toc360375994 \h - 3 - HYPERLINK \l _Toc360375995 4.2. 单片机硬件实现 PAGEREF _Toc360375995 \h - 4 - HYPERLINK \l _Toc360375996 4.3. 键盘控制系统子模块 PAGEREF _Toc360375996 \h - 4 - HYPERLINK \l _Toc360375997 4.3.1 矩阵键盘原理 PAGEREF _Toc360375997 \h - 4 - HYPERLINK \l _Toc360375998 4.3.2 时钟分频模块 PAGEREF _Toc360375998 \h - 5 - HYPERLINK \l _Toc360375999 4.3.3 键盘扫描模块 PAGEREF _Toc360375999 \h - 6 - HYPERLINK \l _Toc360376000 4.3.4 译码转换及三态门输出模块 PAGEREF _Toc360376000 \h - 6 - HYPERLINK \l _Toc360376001 4.3.5 单片机及液晶显示模块部分 PAGEREF _Toc360376001 \h - 7 - HYPERLINK \l _Toc360376002 5. 仿真及结果分析 PAGEREF _Toc360376002 \h - 9 - HYPERLINK \l _Toc360376003 5.1 分频模块时序仿真 PAGEREF _Toc360376003 \h - 9 - HYPERLINK \l _Toc360376004 5.2 键盘扫描模块 PAGEREF _Toc360376004 \h - 9 - HYPERLINK \l _Toc360376005 5.3 译码输出模块 PAGEREF _Toc360376005 \h - 9 - HYPERLINK \l _Toc360376006 5.4 单片机与液晶显示器模块 PAGEREF _Toc360376006 \h - 10 - HYPERLINK \l _Toc360376007 6. 参考文献 PAGEREF _Toc360376007 \h - 11 - HYPERLINK \l _Toc360376008 致 谢 PAGEREF _Toc360376008 \h - 12 - HYPERLINK \l _Toc360376009 附 录 PAGEREF _Toc360376009 \h - 13 - 《智能仪器设计》大作业——基于单片机和FPGA的矩阵键盘控制系统设计 - 1- 概述 随着可编程逻辑器件及EDA技术的发展，在系统设计中经常会用到FPGA来扩展单片机的相关资源。单片机具有性价比高、功能灵活、易于人机对话、强大的数据处理能力等特点；而FPGA则具有高速、高可靠性以及开发便捷、规范等特点，因此两类器件相结合的电路结构应在许多高性能仪器仪表和电子产品中将被广泛应用。根据两者的特点，设计一种基于89C51单片机与FPGA的总线接口逻辑电路，实现对机械式键盘按键的检测和译码输出。 本系统主要分为四大部分：89C51芯片、FPGA模块、矩阵键盘和液晶显示器。其中FPGA模块主要实现与矩阵键盘接口并发信号对其扫描并得到信号等复杂的逻辑功能，89C51芯片实现将FPGA芯片传来的信号并将其对其信号识别然后将其传给显示器，驱动液晶显示器显示。 89C51单片机简介 89C51是Intel公司生产的一种单片机，在一小块芯片上集成了一个微型计算机的各个组成部分。每一个单片机包括：一个8位的微型处理器CPU；一个256K的片内数据存储器RAM；片内程序存储器ROM；四个8位并行的I/O接口P0-P3，每个接口既可以输入，也可