基于CPLD的键盘控制器设计

3 仿真实验及分析

3．1 扫描电路的输出仿真波形

键盘控制器扫描电路的输出仿真波形如图6所示。在图6中扫描电路的输出端依次循环输出低电平来扫描键盘的每一行，图中L1～L4是没有加三态门的扫描器输出，其作为编码电路的输入，R1～R4是加三态门的输出波形，从图3中可以看出当L1～L4的输出是高电平时，R1～R4的输出状态是高阻。

当同一列上的2个按键同时按下时，就可以避免在可编程逻辑器件LC4128V的两个引脚上发生高低电平短接的非法情况。

3．2 编码器的仿真波形

编码器的仿真波形如图7所示。

在图7中，当键盘的第一行扫描电平为低时，根据4×4键盘的扫描原理，只有当第一列的第一个键被按下时，C1才能为低。相应的编码电路输出K3K2K1KO值为0001。只有当第二列的第一个键被按下时，C2才能为低，此时K3K2K1K0值为0010。同理，当C3，C4分别为低时，K3K2K1K0值依次为0011，0100。依此方式编码便可得到前15个按键的键值，而第16个按键的键值就要通过R4和L4相或非后产生单片机中断信号，通知单片机来读取它的键值0000。

3．3去抖动电路的仿真波形

去抖动电路的仿真波形如图8所示。

在图8中，当按键过程中发生抖动时，经过去抖动电路处理，DELYOUTl一直保持低电平。可见，抖动对键值的读取并不产生影响。

3．4 键盘控制器的整体仿真波形

键盘控制器的整体仿真波形如图9所示。

图9是当键盘行扫描信号把键盘的第二行置低，并且第一列的第二个键被按下时键盘控制器的输入／输出波形。从图9中可以看出，控制器检测的键值为0101(这个按键的编码值)，这个值并不是在检测到有键按下时就立即被锁存到键值锁存器中的，而是经过一段时间的延迟后，键盘控制器向单片机发出读取这个键值的中断信号(INT)，与此同时才给锁存器一个锁存信号来锁存这个值。这样做不但可以防止按键误操作，而且也能处理按键被长时间按下的情况。

4 结 语

IspMACH 4000系列的LC4128V强大的在系统编程能力，在IspLEVER系列工具软件的强力支持下，可以在很短的时间内实现嵌入式系统的接口设计，而且能够使嵌入式产品更具有灵活性。现实表明，可编程逻辑器件的发展和广泛应用，正在使计算机及其应用系统的设计产生革命性的变化。

该设计的键盘控制器已应用于某实际的嵌入式产品中，大大增加了产品的升级空间和节省了单片机的资源，并且收到了非常好的效果。