專用鍵盤接口芯片的一種CPLD實(shí)現(xiàn)方案

作者：時(shí)間：2012-04-14 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，存在多種形式的外部數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象實(shí)時(shí)調(diào)試、數(shù)據(jù)調(diào)整和控制最常用的方法。單片機(jī)的外圍鍵盤擴(kuò)展電路有多種實(shí)現(xiàn)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(dāng)?shù)慕涌诠芾沓绦?，就可以?shí)現(xiàn)外圍鍵盤擴(kuò)展功能。但是，在這些方法中，鍵盤擴(kuò)展電路需要占用單片機(jī)的資源對(duì)按鍵進(jìn)行監(jiān)控和處理，這對(duì)要求高實(shí)時(shí)性處理的單片機(jī)系統(tǒng)是不實(shí)現(xiàn)的。為了解決這一問(wèn)題，可以使用專用鍵盤接口芯片（例如Intel8279）[2]來(lái)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(dāng)用戶需要實(shí)現(xiàn)某些特定功能時(shí)，其缺點(diǎn)更為明顯。針對(duì)上述問(wèn)題，本文提出一種利用復(fù)雜可編程邏輯器件（Complex Programmable Logic Device，CPLD）設(shè)計(jì)技術(shù)[3]實(shí)現(xiàn)專用鍵盤接口芯片的方案。

1 系統(tǒng)原理

圖1是單片機(jī)系統(tǒng)中鍵盤子系統(tǒng)的構(gòu)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(yīng)具備如下功能：第一，產(chǎn)生按鍵掃描時(shí)序，并進(jìn)行硬件去抖動(dòng)。如果直按鍵按下，實(shí)現(xiàn)按鍵編碼、中斷處理等功能。第二，可以區(qū)分處理數(shù)字鍵和功能鍵。數(shù)字鍵鈄由接口芯片暫存，而當(dāng)功能鍵被按下時(shí)申請(qǐng)CPU中斷處理；對(duì)多個(gè)按鍵同時(shí)按下，按一定的編碼優(yōu)先級(jí)處理。第三，提供與MCS-51系列單片機(jī)兼容的接口，單片機(jī)可以讀取芯片中保存的數(shù)據(jù)或功能代碼。第四，提供數(shù)據(jù)顯示接口，可以直接驅(qū)動(dòng)4位七段LED數(shù)碼管，并進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描顯示。

按鍵根據(jù)鍵盤子系統(tǒng)的服務(wù)對(duì)象擬設(shè)置子數(shù)字鍵(0～9)、功能鍵（ROW、COL、DAT）、清零鍵（CLR）共14個(gè)，排成4×4的矩陣，有兩個(gè)未定義。

2 專用鍵盤接口芯片功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)上述專用鍵盤芯片KB-CORE的功能要求，圖2示出本芯片內(nèi)部應(yīng)有的結(jié)構(gòu)框圖。

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