华南理工大学数电课程设计要点.docVIP

课程设计报告书 题目：矩阵键盘识别电路的设计 学 院 自动化学院 专 业 自动化控制 学生姓名 学生学号 201330581089 班内序号 9 指导教师 马楚仪 课程编号 135070 课程学分 1学分 起止日期 2015.05 19～2015.07.03 教 师 评 语 教师签名： 日期： 成 绩 评 定 备 注  目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 第1章、选题背景 1 第2章、方案论证(设计理念) 1 1设计任务 1 2方案论证; 2 第3章、过程论述 2 1总电路 2 2分频模块 3 3扫描模块： 4 4译码模块 5 第4章、结果分析 6 1分频模块 6 2译码模块 6 3扫描模块 7 4总电路 7 第5章、课程设计总结 8 1收获与心得 8 2致谢 9 附录1:参考文献 10 参考文献 10 附录2：部分采用verilog语言编写的模块的原程序 … 10 扫描模块程序 10 译码模块程序： 15 PAGE 17 课题名称：数字电子技术基础 第1章、选题背景 在现代电子工业的控制电路中，键盘扫描和显示电路对系统的调试和设置有着重要的作用。随着EDA技术的发展，基于FPGA的扫描键盘因其结构简单能有效防止机械键盘按键抖动带来的数据错误等优点在许多电子设备中都得到了广泛的应用。本课题的内容是设计一个电路来识别4x4矩阵键盘，单独按某个键，数码管显示该键的数字，如J0，显示00，J1，显示01…，J15显示15，同时发出发出一音“嘀”同时按两个或以上按键，数码管显示ER，发出一音“嘀”，连续发出“嘟嘟嘟……”，直到松开按键，声音关闭。所主要解决的问题是设计电路，通过运用QuartusⅡ软件平台生成电路符号，并仿真分析，消除各种存在的问题，直到下载到芯片中通过硬件实现上述所要求的功能。对该系统要求：应具有集成度高、稳定性好、设计灵活和设计效率高等优点。 设计指导思想：矩阵键盘识别电路从原理上讲就是一个典型的数字电路，包括组合逻辑电路和时序逻辑电路。设计键盘扫描程序，将程序划分为时序产生模块、键盘扫描模块、键值译码模块，蜂鸣器模块四个模块，时序产生模块为键盘扫描和蜂鸣器模块产生时钟信号，键盘扫描模块采用行扫描法对4*4矩阵键盘进行扫描，键值译码模块将所按键值译码为共阴极8位7段数码管的显示码几个模块组合起来实现键盘扫描的设计要求。 第2章、方案论证(设计理念) 1设计任务 设计任务的设计功能包括： 1单独按某个键，数码管显示该键的数字，如J0，显示00，J1，显示01…，J15显示15。 2 同时按两个或以上按键，显示ER。 3单独按某个键，发出一音“嘀”， 同时按两个或以上按键，发出一音“嘀”，连续发出“嘟嘟嘟……”，直到松开按键，声音关闭。 （1）设计理念：将矩阵键盘识别电路各个功能分成模块来实现，包括分频模块描模块、键值译码模块，蜂鸣器模块四个模块， 在主电路中通过连线实现识别功能。分模块能使电路看起来更有条理，接线更清晰，功能更加可靠，排查错误更简单和更有针对性。 2方案论证; 一：识别方式：判断键盘上哪个键被按下，可以采用静态译码法或扫描法，静态译码法原理简单，容易理解，但电路复杂，扫描法比较抽象，电路相对简单，通常采用，扫描法又称为逐行或列扫描查询法，它是一种最常用的多按键识别方法。综上，选取扫描方法 二：实现方式 方案1：采用用门电路和各种寄存器等搭建组合时序电路的方式来实现，可以采用移位寄存器循环扫描信号，并通过数据选择器来判断各种情况，这种方法实现原理简单，但搭电路的时候复杂，接线繁多，尤其是识别两个以上的按键时不灵活，容易漏接错接，且检查错误比较麻烦。 方案2：采用用硬件描述语言Verilog hdl来实现，Verilog hdl语言和c语言比较类似，所以上手比较快，因此，虽然之前没接触过该语言，但在做课程设计的这段时间里，用它来实现课程设计所要实现的功能还是可以的。用这种方法的话，程序简单易懂，而且比较简洁，思路比较清晰，尤其在识别两个按键以上的时候优越性特别明显。 方案3：采用用硬件描述语言vhdl来实现，与Verilog hdl 相似，但是vhdl的语法比Verilog hdl复杂一点，由于没有学过,对该语言一