键盘扫描与数码管显示电路设计

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1、课程设计课程名称eda技术课题名称键盘扫描与数码管显示电路设计专业班级学号姓名指导教师2013年6月5日31湖南工程学院课程设计任务书课程名称：eda技术题目：键盘扫描与数码管显示电路设计专业班级：学号：学生姓名：指导老师：审批：任务书下达日期2013年5月27日设计完成日期2013年6月5日31设计内容与设计要求一．设计内容：1．设计并调试键盘扫描与数码管显示电路；2．键盘为3*4，数码管为7段8位；3．以数字形式显示键盘12个输入键的识别；完成1位数的加减运算。4．外设置控制开关和防抖动电路；5．功能扩展（自选）；完成汉字显示或某外部

2、硬件对象的控制二．设计要求：1.设计思路清晰，整体设计给出框图，提供顶层电路图；2.应用vhdl或verilog完成各次级模块设计，给出具体设计程序；3.完成设计仿真和程序下载；4.写出设计报告31主要设计条件1．提供EDA实验室；2．提供EL实验箱和CPLD芯片3．提供ALTERA公司的quartusⅡ设计软件；说明书格式1．课程设计封面；2．任务书；3．说明书目录；4．设计总体思路；5．单元电路设计程序；6．设计仿真；7．编程下载；8．总结与体会；9．附录；10．参考文献。31进度安排5月27日~31日总体电路设计和子模块设计6月3日

3、~4日软件仿真和联线。6月4日~5日电路调试6月6日写设计报告，打印相关图纸，6月7日答辩；参考文献EDA技术实用教程——VHDL版（第四版）潘松黄继业编著科学出版社EDA技术与实验李国洪胡辉沈明山等编著机械工业出版社百度文库31目录一总体方案设计分析61.1基本设计思路61.2总体框图6二子模块程序模块分析72.1键盘扫描程序设计与分析72.1.1基本设计思路72.1.2键盘扫描、编码输出模块72.2消抖模块功能程序与分析82.2.1消抖模块基本设计思路82.2.2消抖模块82.3加减功能模块程序与分析82.3.1功能模块基本设计思路8

4、2.3.2加减功能模块82.4数码管显示模块92.4.1显示模块基本设计思路92.4.2数码管显示模块92.5时间模块92.5.1时间模块的基本设计思路92.5.2时间模块10三子模块仿真图103.1键盘列扫描模块仿真103.2键盘行扫描模块仿真113.3消抖电路仿真图113.4加减法电路仿真图123.5数码管电路仿真图123.6总电路仿真波形图13四程序下载13五心得体会14附录A：系统硬件原理图14附录B：程序清单15电气信息学院课程设计评分表3131一总体方案设计分析1.1基本设计思路.键盘扫描及显示总体上可分为三大模块：键盘扫面模

5、块、按键消抖模块、编码显示模块，本次课程设计我在其中添加了附加的加减运算模块和时钟模块。键盘扫描模块是利用3×4矩阵键盘，扫描编码然后经过按键消抖模块以提高按键的准确性，之后将数据送到加减运算模块进行一位数的加减并编程相对应的四位码，最后送到显示模块接七段共阴数码管。附加时钟功能可以实现时分秒的计时，并且可以调节时间，通过六位数码管显示出来。1.2总体框图时钟脉冲按键消抖显示模块加减运算时间模块键盘扫描图1键盘扫描总体框图31二子模块程序模块分析2.1键盘扫描程序设计与分析2.1.1基本设计思路整个键盘扫描模块分为两个子模块，其一为列扫描

6、模块，作用是为键盘赋一个四位的初值；另一个是行扫描模块，当有按键按下的时候，相对应的行值就会被扫描到的列的低电平拉低，就会得出一个七位的二进制数，即完成键盘的扫描。2.1.2键盘扫描、编码输出模块图2键盘扫描模块312.2消抖模块功能程序与分析2.2.1消抖模块基本设计思路当机械触点断开、闭合时，由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动，这就会使按键出现干扰，所以必须要消抖，消抖的方法有很多种，这里利用了一个十六进制的计数器作为延时判断，当按键时间

7、大于这段时间的时候则视为有按键按下。2.2.2消抖模块图3消抖模块2.3加减功能模块程序与分析2.3.1功能模块基本设计思路此模块在本次课程设计中为附加模块，实现了一位数的加法和减法的运算，其原理是，将经过消抖的按键信号转码为相应的五位二进制数，并送到显示模块，当遇到加法键或减法键的时候，储存上一个键值作为第一个运算数，当遇到等号的时候储存上一个键值作为第二个运算数，并计算出结果输出。2.3.2加减功能模块图4加减功能模块312.4数码管显示模块2.4.1显示模块基本设计思路使用七段共阴数码管，主要是对其段选和位选进行控制，此模块实现了这

8、一功能，将加减模块送来的三位二进制信号编码成为七位二进制数，对应0~f这十六个段码，并选择相应的数码管显示。2.4.2数码管显示模块图5数码管显示模块2.5时间模块2.5.1时间模块的基本设计