FPGA矩阵键盘扫描设计实验源码与文档

资源摘要信息:"FPGA读取4X2矩阵扫描键盘的Verilog设计实验项目涵盖了硬件编程和FPGA开发的核心知识点。在此项目中，用户可以学习到如何使用Verilog硬件描述语言在Altera/Intel的Quartus II 9.1开发环境中实现对4X2矩阵键盘的扫描和解读。该实验项目不仅提供了完整的Quartus工程源码，而且还包括了详细的设计说明文件，适合于电子工程、计算机工程和相关专业的学生和从业者作为实践学习的参考。 项目中的Verilog模块`matrixKeyboard_drive`是一个关键部分，它描述了整个键盘扫描的硬件逻辑。模块接受一个时钟输入信号`i_clk`和一个复位信号`i_rst_n`，以及矩阵键盘的4个行输入信号`row`。模块输出包括2位的列控制信号`col`和一个8位宽的键盘值`keyboard_val`。该模块利用了分频技术，通过计数器`cnt`生成了一个慢速的时钟信号`key_clk`，用于控制键盘扫描的速率。 分频部分使用了一个20位的计数器`cnt`，每当时钟上升沿到来时计数器值加1，当复位信号有效时计数器清零。通过观察计数器的第20位，可以获得一个周期大约为21毫秒的`key_clk`信号，这样可以减少因高频扫描造成的键盘抖动问题。 状态机部分是矩阵键盘扫描设计的核心，它定义了多个状态来控制键盘扫描的进程。状态机的状态包括： - `NO_KEY_PRESSED`：没有按键被按下； - `SCAN_COL0`到`SCAN_COL3`：分别对应扫描键盘的0到3列； - `KEY_PRESSED`：有按键被按下。 状态机通过当前状态`current_state`和下一个状态`next_state`来实现，依据不同的状态转换条件来判断是否检测到按键动作，并将其转换为对应的键盘值。 项目文件还包括了与键盘扫描配套的LED显示程序，这为实验提供了一个直观的显示效果，使得用户可以通过LED灯的亮灭来直观地观察键盘扫描的状态和结果。具体的文件名称列表中包含了设计说明书的`.doc`和`.pdf`格式，为用户提供了清晰的理论指导和操作说明。 在学习和实践这个项目时，用户可以加深对以下知识点的理解： 1. Verilog硬件描述语言的基础语法和编程技巧； 2. FPGA开发流程，包括设计输入、仿真、综合、布局布线和下载调试； 3. 状态机的设计和应用，如何利用状态机处理输入信号； 4. 时钟分频技术的实现和应用； 5. 矩阵键盘扫描原理和算法实现； 6. Quartus II软件的基本操作和项目管理； 7. LED显示与硬件控制逻辑的结合。 通过这个项目，用户不仅可以学习到理论知识，还能通过实际操作提升自己的硬件编程和FPGA开发能力。"