4x4矩阵键盘工作原理及扫描程序_基于复杂可编程逻辑器件实现键盘接口电路的设计...

1 引言

无功补偿装置是用于补偿电网无功功率的不足,提高功率因数,保证供电系统安全运行和节约电能的设备,其核心是控制仪。本控制仪集无功补偿、电度量计量、电能质量监测及通信于一体,对电网参数进行实时采样与计算并把各项参数显示在 LCD 上,还可通过键盘进行系统参数设置,用于改变控制仪的运行模式等。

控制仪的最小系统由单片机 80C196KC 和可编程单片机外围接口芯片 PSD834F2 组成,这样既省去了地址锁存器和译码器等一些小规模芯片,使硬件电路得到了简化,又提高了系统的可靠性。系统运行所需要的程序、数据和参数均放在 PSD834F2 中。用复杂可编程逻辑器件(CPLD)取代一些数字器件扩展系统的外围电路,进一步提高了系统的性能,还便于调试和维护。本文以下将具体介绍如何用 CPLD来扩展键盘和显示电路。

键盘输入主要用于现场电流变比,电容器组数,单组电容器容量,电压上、下限,谐波上限,控制仪地址编号等系统参数设置。而且与显示模块配合用于查看各相电压、电流,无功功率,有功功率,功率因数等的情况。

设计键盘时,如果采用软件扫描的方式,虽然硬件电路简单,但扫描会耗去 CPU 不少时间,降低系统的整体性能;如果采用接口芯片 8279 来管理键盘,虽可代替 CPU 完成对键盘的控制,减轻 CPU 的负担,但 8279 体积大且功能单一。所以,本系统采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)来设计键盘的接口电路,完成对键盘的扫描工作,当有键按下时,则产生中断信号供 CPU 读取扫描码。除此之外,CPLD 还可实现其它模块的接口电路以及完成地址译码等功能。

本系统采用 4X4 键盘,其硬件电路如图 1:

42362ee7d46e1b68b77b7124ed52a474.png

图 1 4X4 键盘框图

CPLD 采用 Lattice 公司的 ispLSI1016E-100L 器件,该器件包括 32 个 I/O 引脚,4 个专用引脚,集成密度为 2000 个 PLD 等效门,引脚至引脚的延迟为 7.5ns,工作频率为 100MHz。该器件由集总布线区(GRP)和万能逻辑块(GLB)构成,GLB 通过 GRP 连接起来。[page]

对复杂可编程逻辑器件(CPLD)内部逻辑功能的描述方式有多种,本系统采用了原理图输入与 VHDL 语言描述相结合的方式,这样可以发挥两者的优势,加快开发进程。设计时采用层次化设计,描述系统总体功能的最上层使用原理图输入,而原理图中的某些功能模块采用 VHDL 编写。实际原理图如图 2:

69a91f9ca1c10a56ea6f8f0339faa6e1.png

图 2 键盘逻辑实际原理图

上图中 Module 1 模块实现分频功能,CLK 来自单片机 80C196KC 的 CLKOUT 脚,其周期为 3 个时钟振荡周期,占空比为 33%。若单片机用 16M 晶振,其频率约为:16M/3=5.33M。Module 1 把频率降至约 1K,Module 2 模块以一秒的间隔使 O3~O0 依次循环输出低电平进行键盘扫描 。当有键按下时,I3~I0 中有一个为低电平,异或门输出 1 个高电平脉冲,锁存键盘状态并向单片机申请中断。系统为键盘分配的地址空间为 0xf100~0xf1ff,在此范围内可读取键盘的扫描码。

由于篇幅有限,以下只给出 Module 2 的 VHDL 语句,具体如下:

LIBRARY ieee;

USE ieee.STd_logic_1164.ALL;

USE ieee.std_logic_unsigned.ALL;

ENTITY Module2 IS

PORT ――定义端口

( clk :IN std_logic;

q :OUT std_logic_vector(3 DOWNTO 0)

);

END Module2;

ARCHITECTURE Module2 of Module2 IS

BEGIN

PROCESS(clk)

VARIBLE sum:integer:=0; ――定义变量 sum,初值为 0

BEGIN

IF(clk’event AND clk=’1’)THEN

sum:=sum+1; ――clk 为上升沿时,sum 加 1

IF(sum》=5)THEN

sum:=1;

END IF;

END IF;

CASE sum IS ――根据 sum 输出相应的值

WHEN 1 =》 q《=“1110”;

WHEN 2 =》 q《=“1101”;

WHEN 3 =》 q《=“1011”;

WHEN 4 =》 q《=“0111”;

WHEN THERS =》 q《=“1111”;

END CASE;

END PROCESS;

END Module2;[page]

3 键盘扫描码与相应键的对应关系

中断服务程序读取寄存器 FD18 中的扫描码,经过判断就可知道按下的是哪一个键,然后转入相应的程序进行处理。键号和扫描码的具体对应关系如表 1:

表 1 键号和扫描码对应表

4316aed9e10d5b89752d60d41112ee00.png

4 键盘输入模块的软件设计

系统的一些基本参数可以通过键盘来设置或改变,每按下一键,CPLD 扫描到键值后向 CPU 申请中断。CPU 进入键盘管理中断程序后,读取、存储键值并置接收到键值标志。主程序识别到标志,对接收到的键值进行处理。

参数设置格式是:A**B**…*B。也就是说,按‘A’键进入设置状态,‘**’的组合表示设置项目,‘B’确认设置项目,‘**…*’所设置项目的数值,最后的‘B’是结束符,表示此次设置结束。设置步骤的软件处理流程如图 3:

9ea375e313efa00bb82d815f10139b42.png

图 3 系统参数设置处理流程图

5 结束语

用复杂可编程逻辑器件(CPLD)扩展的键盘接口经过实用,效果较好,既提高了单片机的响应速度,又简化了硬件电路。此外,CPLD 还可用于其它的接口设计,使其性能得到进一步体现。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/567400.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

普通用户执行useradd命令:权限不够(Permission denied)

现象演示: [wwwlocalhost etc]$ useradd tester1 bash: /usr/sbin/useradd: Permission denied解决方案: 1、在useradd命令前添加sudo命令。(若还是失败,情形如下图,则转向步骤2) [wwwlocalhost etc]$ s…

python opencv轮廓检测_OpenCV 轮廓检测的实现方法

轮廓概述 轮廓可以简单认为成将连续的点(连着边界)连在一起的曲线,具有相同的颜色或者灰度。轮廓在形状分析和物体的检测和识别中很有用。 为了更加准确,要使用二值化图像。在寻找轮廓之前,要进行阈值化处理或者 Canny…

4.3 媒资管理模块 - Minio系统上传图片与视频

文章目录 一、上传图片1.1 需求分析1.2 数据模型1.2.1 media_files 媒资信息表 1.3 准备Minio环境1.3.1 桶环境1.3.2 连接Minio参数1.3.3 Minio配置类 1.4 接口定义1.4.1 上传图片接口请求参数1.4.2 上传图片接口返回值1.4.3 接口代码 1.5 MediaFilesMapper1.6 MediaFileServic…

grep -v grep

man grep的结果如下: -v, --invert-match Invert the sense of matching, to select non-matching lines. 逆向匹配,显示不包含匹配文本的所有行 grep -v grep #去除包含grep的行 应用场景: 用ps -ef | grep bc 查看进程时&#xff0c…

python3语法都相同吗_python3.4学习笔记(一) 基本语法 python3不向下兼容,有些语法跟python2.x不一样...

python3.4学习笔记(一) 基本语法 python3不向下兼容,有些语法跟python2.x不一样,IDLE shell编辑器,快捷键:ALTp,上一个历史输入内容,ALTn 下一个历史输入内容。#idle中按F5可以运行代码 BIF --> built i…

如何有效开展小组教学_如何有效地开展小组合作学习——数学科主题教研活动...

教学中如何有效地开展小组合作学习——数学科主题教研活动2019年2月20日下午第三节课,我校数学科组进行了由马少清老师主讲的小学数学课堂教学中如何有效地开展小组合作学习教研活动。活动中马老师从营造和谐的合作氛围、认真组织、明确要求、优选内容、及时指导总结…

root用户无法使用chmod命令,/usr/bin/chmod 权限为444

前言:在练习chmod命令和SUID等文件特殊权限时,把/usr/bin/chmod 权限设置为444, 发现在使用chmod时报错:permission denied. 分析问题: 1、修改当前用户有无被修改文件的读写操作。---有 2、查看当前用户是否有权限…

python函数手册中文_Python中文手册-Python函数

Python函数 函数是组织好的,可重复使用的,用来实现单一,或相关联功能的代码段。 函数能提高应用的模块性,和代码的重复利用率。你已经知道Python提供了许多内建函数,比如print()。但你也可以自己创建函数,这…

大于3小于4的整数bleem_比三大,比四小的整数是存在的吗?

这个问题很有意思,看了不少评论,里面谈到数学是基于现实而不是臆想。一开始确实是这样的,例如整数1、2、3、4。它可以是我们祖先白天打猎获取的几只鹿。这些是自然界存在的数。那么,评论说数学完全是基于现实而建立的人&#xff0…

linux命令-管理用户

目录 一、导入 1、基础 2、切换用户 二、用户与用户组基本信息 1、用户基本信息: /etc/passwd 2、用户密码信息: /etc/shadow 3、用户组配置信息: /etc/group 4、用户组密码信息: /etc/gshadow 三、管理用户 1、添加用户-useradd命…

springboot配置文件_SpringBoot系列干货:配置文件详解

在Spring Boot中,配置文件有两种不同的格式:1.一个是application.propertiesserver.port8888server.servlet.context-pathdemo2.另一个是application.ymlserver:port: 8888servlet:context-path: /demo配置文件与配置类的属性映射方式person:name: zhangsanage: 18实…

activemq 开启监听_SpringBoot集成ActiveMQ怎么实现Topic发布/订阅模式通信?

上一期我们讲了SpringBoot集成activeMQ实现Queue模式点对点通信,这一期我们接着讲SpringBoot集成activeMQ实现Topic发布/订阅模式通信。发布/订阅模式通信是对点对点通信模式的扩展。Queue模式下一个人发送的消息只能由一个人接收,而Topic模式下&#xf…

电脑右击新建没有Word、Excel怎么办

方法/步骤 1.点击开始,找到运行命令行,输入regedit,打开注册表。 2.在左侧找到HKEY_CLASSES_ROOT目录,并展开。 3.利用CTRL F 快捷键,查找“docx”的位置,当然这里也可以自己下拉查找。 4.找到.docx,不用展…

python列表、字典、元组的用法及区别_python列表,字典,元组简单用法示例

本文实例讲述了python列表,字典,元组简单用法。分享给大家供大家参考,具体如下: 列表 #_*_ coding:utf-8 _*_ # 列表,定义在方括号的形式中,可以进行切片操作。 #它没有固定类型的约束,即可以包…

实习日志_【人医札记】护理实习日志

实习日志:新起点01章莹 (河南鹤壁职业技术学院)盛夏七月,开始了我的实习生活……有幸可以来到兰溪市人民医院,经历了几十年风雨历程,一个花甲的峥嵘岁月,几十年璀璨硕果的积累,也让我对实习充满了期待&…

等价类划分法-案例剖析-设计测试用例

目录 等价类划分法概念 有效等价类和无效等价类 等价类设计测试用例步骤 案例1 案例2 案例3 等价类划分法概念 等价类划分法是把所有可能的输入数据,即程序的输入数据集合划分成若干个子集即等价类,然后从每个等价类中选取少量具有代表性的数据作为…

支持向量机的基本思想_支持向量机的分类思想

支持向量机是一种经典的机器学习算法,在小样本数据集的情况下有非常广的应用。本文将循序渐进地讲解支持向量机的分类思想。目录:函数间隔和几何间隔支持向量机的分类思想总结1.函数间隔和几何间隔为了能够更好的阐述支持向量机的分类思想,需要理解函数间…

mysql8.0版本的服务器名称_Linux服务器配置-VSFTP服务配置(六)

上文:Linux服务器配置-VSFTP服务配置(五)上文中已经介绍了使用数据库文件方式配置虚拟用户认证登录FTP服务器,这篇文件将介绍通过数据库方式(vsftpd服务pam_mysqlMySQL)配置虚拟用户认证登录FTP服务器。一、安装配置MySQL数据库这里以在CentOS6中安装MyS…

linux作业整理

软件工程2004班20201106401陈梓乐易子清的博客_CSDN博客-领域博主20201106402段雅菲Ya._的博客_CSDN博客-领域博主20201106403范冰范冰 软件工程的博客_CSDN博客-领域博主20201106404范笛笛低谷有雾aaa的博客_CSDN博客-领域博主20201106405冯燕不染 -的博客_CSDN博客-领域博主2…

java导出csv文件_R语言数据导入与导出

R语言数据导入与导出整这么一个系列,还是因为学R语言时遇到过一个非常“小白友好”的网站“DataScience Made Simple”。相信很多人搜到过这个网站,或许你在意到或许并没在意。年前试着和作者发了一封邮件,想要把他这个网站做成汉语版的帖子发…