利用键盘控制点阵进行十进制加法计算显示

利用键盘控制点阵进行十进制加法计算显示

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时间:2017-11-12

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1、利用键盘控制点阵进行十进制加法计算显示1、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:用VHDL语言编写程序,编写键盘控制模块的控制逻辑,仿真所编写的程序,模拟验证所编写的模块功能,下载程序到芯片中,实现键盘控制点阵进行十进制加法计算显示。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

2、;(4)下载程序到芯片中,硬件验证所设置的功能,能够实现十进制数字的显示;(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:分三个模块编写程序,首先实现键盘对点阵的控制,然后设计加法计算功能模块,由于点阵显示的局限性,当有进位时设置CO为高电平在数码管上显示出来,在最后一个模块编写显示的1到9以及加号的列字符扫描信号,从而实现键盘控制点阵十进制加法计算的显示。3.2、工作原理及框图: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(KEYIN[3..0])。系统的输出信号有:点阵行驱动输出信号(LEDOUT[0..15]),点阵

3、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,16×2416点阵会显示出一个1位十进制数,在进行功能操作时,当按下NEXT键时,点阵上显示“+”号,然后再按下一个十进制数在点阵上显示,最后按下ENTER键进行加法计算,如果结果大于9,则进位输出CO输出高电平,点亮发光二极管,点阵显示个位,否则直接输出结果。LED点阵显示原理:LED点阵式显示器不仅可以显示数字,也可显示所有西文字母和符号,与由单个发光二极管连成的显示器相

4、比,具有焊点少、连线少,所有点在同平面、亮度均匀、外形美观以及具有显示信息丰富、功耗低、体积小、重量轻、超薄等许多其他显示器无法比拟的优点,可以代替数码管、符号管和米字管。如果将多块组合可以构成大屏幕显示屏用于汉字、图形、图表等等的显示,因此被泛用于机场、车站、码头、银行及许多公共场所的指示、说明、广告等场合。16×16的LED点阵显示器,是由256个LED组成,共阳极的16×16的LED点阵显示器的典型连接方式是:每一行的16个阳极连在一起,由行扫描码锁存器和驱动器的一位控制,总共16行阳极连线由16位分别控制;每一列的16个阴极连在一起,由列扫描码锁存器和驱动器的一位控制,总共16列阴

5、极连线由16位分别控制。点阵字符的驱动过程:点阵式LED显示器采用逐行扫描式工作。要使点阵显示出一个字符的编程方法是:首先选通第一行;接着,向行码锁存器写入该行的字型码(即列数据)。然后,按相同的方式选通第二行,写第二行的字型码……由此类推,直到写完所有行的字型码,完成一个字符的显示。16×16点阵显示驱动的行选通信号为一4-16译码器的输出,所以我们在设计点阵控制接口时,其行选通信号输出必须经4-16编码。矩阵式键盘的工作原理:矩阵式键盘又叫行列式键盘,是用I/O口线组成的行、列矩阵结构,在每根行线与列线的交叉处,二线不直接相通而是通过一个按键跨接接通。采用这种矩阵结构只需M根行输出线和

6、N根列输入线,就可连接M×N个按键。通过键盘扫描程序的行输出与列输入就可确认按键的状态,再通过键盘处理程序便可识别键值。矩阵式键盘的按键识别方法为行扫描法又称为逐行扫描查询法,是一种最常用的按键识别方法,介绍过程如下:1)判断键盘中有无键按下:将全部行线置低电平,然后检测列线的状态。只要有一列的电平为低,则表示键盘中有键被按下,而且闭合的键位于低电平线与行线相交叉的按键之中。若所有列线均为高电平,则键盘中无键按下。2)判断闭合键所在的位置:在确认有键按下后,即可进入确定具体闭合键的过程。其方法是:依次将行线置为低电平,即在置某根行线为低电平时,其它线为高电平。在确定某根行线位置为低电平后,

7、再逐行检测各列线的电平状态。若某列为低,则该列线与低电平的行线交叉处的按键就是闭合的按键。24键盘中的按键可分为数字键和功能键。数字键主要用来输入数字,但从上述内容发现,键盘所产生的输出KIN3~KIN0无法拿来直接使用;另外不同的数字按键也担负不同的功能,因此必须由键盘译码电路来规划某个按键的输出形式,以便执行相应的动作。图1总体框图3.3、各模块功能描述:键盘扫描模块:实验箱中4×8矩阵键盘的电路原理图如图2所示图2

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