FPGA入门：基于PLD的矩阵键盘状态机实现详解

本文档深入讲解了如何在FPGA中利用PLD实现矩阵键盘状态机控制，针对初学者提供了一个从零开始学习FPGA的实用教程。首先，文章介绍了矩阵键盘的基本工作原理，它在FPGA中的电路设计与单片机类似，通过控制列（H）的输出，利用输入列数据线（L）的变化来检测按键被按下。在FPGA中，由于没有内置的CPU，所以需要使用状态机（FSM）来处理按键的检测和状态转换。 矩阵键盘状态机的核心部分是代码实现，作者使用了三段式状态机结构，这种设计使得代码易于理解和移植。模块`matrix_key_design`包含了主要的接口，如时钟（clk）、复位信号（rst_n）、列数据输入（col_data）、行数据输出（row_data）、按键标志（key_flag）以及按键值输出（key_value）。在代码中，计数器`cnt`用于生成时钟周期，确保按键检测的稳定性，避免了按键抖动问题。 当按下某个键时，状态机会进入相应的状态，根据矩阵逻辑进行行数据的更新，并设置按键标志，表示按键被按下。同时，状态机还会记录并输出键值，以便后续处理。整个过程强调了FPGA编程与单片机的不同之处，但核心逻辑保持一致，即通过状态机控制矩阵电路来识别按键。 本文提供的案例代码不仅展示了理论知识，还提供了实际可操作的参考，对于想要学习和应用FPGA处理矩阵键盘的读者来说，具有很高的实用价值。通过阅读和实践这部分内容，读者可以更好地理解矩阵键盘在FPGA设计中的应用，提升自己的硬件设计技能。