FPGA实现4x4键盘扫描电路设计与实现

"基于FPGA的484键盘扫描电路的设计与实现" 本文主要讨论了如何使用FPGA（Field-Programmable Gate Array）技术设计并实现一个4×4矩阵键盘扫描电路。该设计旨在教育学生掌握数字系统设计方法，特别是输入设备的接口电路实现，如行列式键盘。设计过程中，学生将运用EDA（电子设计自动化）工具，如QuartusⅡ软件，采用Verilog HDL（硬件描述语言）进行编程。 设计任务是创建一个能被时钟控制的电路，它能够循环扫描键盘的4行4列，检测按键的按下情况。在每个时钟周期，一行会被置为高电平，而其余行保持低电平。如果某一按键被按下，对应的列会反映出高电平响应。这种扫描过程可以通过读取列信号来确定哪个按键被按下，然后将按键的值显示在7段数码管上。 在设计内容部分，4×4键盘的结构和工作原理被详细阐述。键盘的行线（kbrow）包括kbrow0、kbrow1、kbrow2和kbrow3，列线（kbcol）包括kbcol0、kbcol1、kbcol2和kbcol3。通过改变行线的电平状态，可以依次对每一列进行扫描，当某行被选中，其下的按键如果按下，就会使得对应的列线呈现高电平。例如，当行线设置为“1000”时，表示第0行的按键被扫描，如果0键被按下，kbcol的输出将是“1000”，表示按键0被识别。 程序设计部分涉及编写Verilog HDL代码，以实现键盘扫描逻辑和数码管的驱动逻辑。这包括产生正确的扫描脉冲，检测按键的闭合状态，以及生成用于驱动数码管的地址选择控制信号。 此外，设计还包括对硬件电路的管脚分配，确保各个组件（如FPGA、键盘、数码管）之间的通信正确。系统调试阶段，需要验证设计的功能是否符合预期，包括按键的识别准确性和数码管的显示效果。 设计项目完成后，还会对元器件的选择和设备的使用进行总结，同时学生会分享课程设计过程中的体会和经验。参考文献则提供了进一步学习和理解设计背后理论和技术的资料来源。 这个基于FPGA的484键盘扫描电路设计项目旨在提高学生的实践技能，让他们理解并应用数字系统设计的核心概念，同时也锻炼了他们的编程和硬件调试能力。