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專用鍵盤接口芯片的一種CPLD實現方案

作者： 時間：2012-04-14 來源：網絡 收藏
在單片機應用系統(tǒng)中，存在多種形式的外部數據輸入接口界面，例如RS-232C串行通信、鍵盤輸入等[1,4]。其中利用鍵盤接口輸入數據，是實現現象實時調試、數據調整和控制最常用的方法。單片機的外圍鍵盤擴展電路有多種實現方式，例如直接利用I/O接口線或外接8255A接口芯片，配合適當的接口管理程序，就可以實現外圍鍵盤擴展功能。但是，在這些方法中，鍵盤擴展電路需要占用單片機的資源對按鍵進行監(jiān)控和處理，這對要求高實時性處理的單片機系統(tǒng)是不實現的。為了解決這一問題，可以使用專用鍵盤接口芯片（例如Intel8279）[2]來組建鍵盤子系統(tǒng)。而且，這類專用鍵盤接口芯片在使用靈活性方面尚有欠缺，尤其當用戶需要實現某些特定功能時，其缺點更為明顯。針對上述問題，本文提出一種利用復雜可編程邏輯器件（Complex Programmable Logic Device，CPLD）設計技術[3]實現專用鍵盤接口芯片的方案。

1 系統(tǒng)原理



圖1是單片機系統(tǒng)中鍵盤子系統(tǒng)的構成原理框圖。其中鍵盤接口芯片KB-CORE是該子系統(tǒng)的核心部分，它應具備如下功能：第一，產生按鍵掃描時序，并進行硬件去抖動。如果直按鍵按下，實現按鍵編碼、中斷處理等功能。第二，可以區(qū)分處理數字鍵和功能鍵。數字鍵鈄由接口芯片暫存，而當功能鍵被按下時申請CPU中斷處理；對多個按鍵同時按下，按一定的編碼優(yōu)先級處理。第三，提供與MCS-51系列單片機兼容的接口，單片機可以讀取芯片中保存的數據或功能代碼。第四，提供數據顯示接口，可以直接驅動4位七段LED數碼管，并進行動態(tài)掃描顯示。

按鍵根據鍵盤子系統(tǒng)的服務對象擬設置子數字鍵(0～9)、功能鍵（ROW、COL、DAT）、清零鍵（CLR）共14個，排成4×4的矩陣，有兩個未定義。

2 專用鍵盤接口芯片功能結構設計

根據上述專用鍵盤芯片KB-CORE的功能要求，圖2示出本芯片內部應有的結構框圖。
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