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时间:2018-10-31
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1、中北大学课程设计说明书 学生姓名:田晓春 学号: 0606024114学院:电子与计算机科学技术学院 专业: 微电子学题目:利用键盘控制点阵进行 十六进制加法计数显示 指导教师:沈三民职称:讲师 2009年7月11日23目录目录…………………………………………………………………………………………21、课程设计目的…………………………………………………………………………32、课程设计内容和要求………………………………………………………………32.1、设计内容…………………………………………………………………………32.2、设计要求…
2、………………………………………………………………………33、设计方案及实现情况………………………………………………………………33.1、设计思路…………………………………………………………………………33.2、工作原理及框图…………………………………………………………………43.3、各模块功能描述…………………………………………………………………43.4、仿真结果…………………………………………………………………………83.5、实验箱验证情况…………………………………………………………………224、课程设计总结………………………………………
3、………………………………235、参考文献……………………………………………………………………………23231、课程设计目的1.学习操作数字电路设计实验开发系统,掌握矩阵键盘输入模块和点阵显示模块的工作原理及应用。2.掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路的设计方法。3.学习掌握可编程器件设计的全过程。2、课程设计内容和要求:2.1、设计内容利用键盘控制点阵实现十六进制加法计数,主要包括键盘控制模块、自动计数模块、功能控制模块和点阵显示模块。2.2、设计要求1.学习掌握键盘控制模块、点阵显示模块的工作原理及应用;2.熟练掌握VHDL编程语言,编写键盘
4、控制模块的控制逻辑;3.仿真所编写的程序,模拟验证所编写的模块功能;4.下载程序到芯片中,硬件验证所设置的功能,能够实现十六进制数字的显示;5.整理设计内容,编写设计说明书。3、 设计方案及实现情况3.1、设计思路根据题目设计要求,本系统拟采用自顶向下设计方法,顶层采用原理图设计方法,将整个系统分为键盘控制(KEYBOARD)、自动计数(AUTO)、功能控制(CONTROL)、16×16点阵显示(LEDDISP)四个模块,通过对各模块编写程序实现模块功能,最后将四个模块进行综合实现整个系统的功能,通过键盘控制点阵进行十六进制加法计数显示。3
5、.2、工作原理及框图23图1系统整体设计原理图系统的输入信号有:开关(允许输入及显示)信号RST,系统时钟信号CLK,按键信号(KININ[3..0])。系统的输出信号有:点阵行驱动输出信号(LEDOUT[0..15]),点阵列选信号(SEL[3..0]),进位输出信号CO。系统的工作过程为:在开关信号RST(低电平有效)为低电平时,矩阵键盘不工作,16×16点阵没有显示;当开关信号RST为高电平时,整个系统工作,当在矩阵键盘上按下按键后,16×16点阵会显示出一个1位十六进制数,在进行功能操作时,每按下一次NEXT键时,点阵上显示的键值加
6、1,当加到‘F’时,进位输出CO输出高电平,点亮发光二极管;当按下ENTER键时,点阵屏循环显示‘0’——‘F’键值,显示‘F’时,进位输出CO输出高电平,点亮发光二极管。3.3、各模块功能描述(1)矩阵键盘输入模块(KEYBOARD)实验箱中4×8矩阵键盘的电路原理图如图2所示。图24×8矩阵键盘电路原理图该矩阵键盘的工作原理为:扫描信号为BCOM[8..1],在BCOM[8..1]前已接有一个3-8译码器,3-8译码器的输入为SEL0~SEL2。当3-8译码器的输入为‘000’时,即BCOM1为‘0’,其他位为‘1’,我们按下第一排第一
7、键,此时KIN0输出‘0’,KIN1~KIN3输出全为‘1’,按下第二排第二键时,KIN1输出‘0’,其他输出‘1’;当3-8译码器输入为‘001’时,即BCOM2为‘0’,我们按下第一排第二键,此时KIN0输出‘0’,KIN1~KIN3输出全为23‘1’,同理其他键依此类推。键盘上的每个按键就是一个开关,当某键被按下时,该按键的接点会呈现‘0’状态,反之为‘1’。扫描信号为SEL[2..0]进入3-8译码器,再从译码器输出到键盘,所以第一次只能扫描一排,依此周而复始。若从KIN[3..0]输出的皆为‘1’时,表示没有按键按下,代表该列没有
8、按键被按下,则不进行按键编码的操作,反之,如果有被按下时,则应将KIN[3..0]读出的值送到译码电路进行编码。按键位置与数码的关系如下表所示:SEL2~SEL0KIN3~KIN
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