FPGA的矩阵键盘驱动（修正版）

以前写的矩阵键盘的驱动是以单片机的思想来实现的，在FPGA上完全失败了，考虑的太简单了emmmmmm。所以在查了一些资料后，对过去写过的矩阵键盘驱动做个修正

旧版本代码

module keyboard_4_4(input                    clk,input                   rst,output reg[3:0]         c_pin,input[3:0]                r_pin,output reg[3:0]       key_out
);reg[15:0]                 div_cnt;reg[2:0]                state;reg                       cnt_full;localparam             CHECK_R1=3'b000;localparam                CHECK_R2=3'b001;localparam                CHECK_R3=3'b011;localparam                CHECK_R4=3'b010;//always@(posedge clk or negedge rst)begin//1msif(!rst)begindiv_cnt <= 16'd0;cnt_full <= 1'b0;endelseif(div_cnt==16'd49999)begindiv_cnt <= 16'd0;cnt_full <= 1'b1;endelse begindiv_cnt <= div_cnt + 1'b1;cnt_full <= 1'b0;endendalways@(posedge cnt_full or negedge rst)beginif(!rst)state <= CHECK_R1;elsecase(state)CHECK_R1:if(cnt_full)state <= CHECK_R2;elsestate <= CHECK_R1;CHECK_R2:if(cnt_full)state <= CHECK_R3;elsestate <= CHECK_R2;CHECK_R3:if(cnt_full)state <= CHECK_R4;elsestate <= CHECK_R3;CHECK_R4:if(cnt_full)state <= CHECK_R1;elsestate <= CHECK_R4;default:state <= state;endcaseendalways@(posedge clk or negedge rst)beginif(!rst)c_pin <= 4'b0000;elsecase(state)CHECK_R1:beginc_pin <= 4'b1000;case(r_pin)4'b1000:key_out <= 4'd0;4'b0100:key_out <= 4'd1;4'b0010:key_out <= 4'd2;4'b0001:key_out <= 4'd3;endcaseendCHECK_R2:beginc_pin <= 4'b0100;case(r_pin)4'b1000:key_out <= 4'd4;4'b0100:key_out <= 4'd5;4'b0010:key_out <= 4'd6;4'b0001:key_out <= 4'd7;endcaseendCHECK_R3:beginc_pin <= 4'b0010;case(r_pin)4'b1000:key_out <= 4'd8;4'b0100:key_out <= 4'd9;4'b0010:key_out <= 4'd10;4'b0001:key_out <= 4'd11;endcaseendCHECK_R4:beginc_pin <= 4'b0001;case(r_pin)4'b1000:key_out <= 4'd12;4'b0100:key_out <= 4'd13;4'b0010:key_out <= 4'd14;4'b0001:key_out <= 4'd15;endcaseend   default:beginc_pin <= 4'b0000;key_out <= 4'd0;endendcaseend
endmodule

旧版思想是典型的单片机应用思想：循环给每行置高电平，同时循环检测各列的电平状态。
这种思想在仿真时不会有任何问题，但在实际使用时有很大问题。在FPGA上应用失败的原因在于FPGA的引脚未上拉，在测试时电平有特别大的波动。
改进的方法：要在矩阵键盘上加上拉电阻，阻值10k即可。

我在网上看了小梅哥的一篇，测试也成功了，先贴出来，之后我优化一下代码
原地址：http://bbs.eeworld.com.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=510834

电路图

代码

module Key4x4_Board(input                        Clk,input                       Rst_n,input [3:0]               Key_Board_Row_i,output reg [3:0]            Key_Board_Col_o,output reg                  Key_Flag,output reg[3:0]            Key_Value
);reg [19:0]                    counter1; //延时计数器reg                        En_Cnt1; //延时计数器使能控制信号，当进入延时消抖阶段时为高reg                       Cnt_Done1; //延时计数器延时完成（计满 20ms）信号reg [25:0]               counter2; //连按间隔计数器reg                      En_Cnt2; //连按间隔计数器使能控制信号，当进入连按间隔阶段时为高reg                         Cnt_Done2; //连按间隔计数器延时完成（计满 200ms）信号reg [10:0]                    state; //状态寄存器，存储系统的状态reg [3:0]                  Key_Board_Row_r;//矩阵键盘行输入寄存器，存储行状态reg [3:0]                  Col_Tmp; //reg [7:0]                    Key_Value_tmp;//矩阵键盘扫描结果reg                         Key_Flag_r; //按键检查成功标志信号localparamIDLE = 11'b00000000001, //空闲态，无按键按下P_FILTER = 11'b00000000010, //按下消抖状态READ_ROW_P = 11'b00000000100, //读取按下时矩阵键盘行状态SCAN_C0 = 11'b00000001000, //扫描矩阵键盘第 0 列（Col0）SCAN_C1 = 11'b00000010000, //扫描矩阵键盘第 1 列（Col1）SCAN_C2 = 11'b00000100000, //扫描矩阵键盘第 2 列（Col2）SCAN_C3 = 11'b00001000000, //扫描矩阵键盘第 3 列（Col3）PRESS_RESULT = 11'b00010000000, //获得扫描结果WAIT_R = 11'b00100000000, //等待释放信号到来R_FILTER = 11'b01000000000, //释放消抖READ_ROW_R = 11'b10000000000; //读取释放时矩阵键盘行状态
// 延时计数器，计数以延时 20msalways@(posedge Clk or negedge Rst_n)if(!Rst_n)counter1 <= 20'd0;else if(En_Cnt1)beginif(counter1 == 20'd999999)counter1 <= 20'd0;elsecounter1 <= counter1 + 1'b1;endelsecounter1 <= 20'd0;//产生延时完成标志信号，（当延时 20ms 时产生一个计数完成信号 Cnt_Done1） always@(posedge Clk or negedge Rst_n)if(!Rst_n)Cnt_Done1 <= 1'b0;else if(counter1 == 20'd999999)Cnt_Done1 <= 1'b1;elseCnt_Done1 <= 1'b0;// 连按间隔计数器，计数以延时 20msalways@(posedge Clk or negedge Rst_n)if(!Rst_n)counter2 <= 26'd49_999_999; //初始时设定间隔为 1selse if(En_Cnt2)beginif(counter2 == 26'd0)counter2 <= 26'd999999; //启动间隔后每 20ms 发出一次间隔标志elsecounter2 <= counter2 - 1'b1;endelsecounter2 <= 26'd49_999_999;//产生连按间隔完成标志信号，（当延时 20ms 时产生一个计数完成信号 Cnt_Done2） always@(posedge Clk or negedge Rst_n)if(!Rst_n)Cnt_Done2 <= 1'b0;else if(counter2 == 26'd0)Cnt_Done2 <= 1'b1;elseCnt_Done2 <= 1'b0;//矩阵键盘扫描状态机 always@(posedge Clk or negedge Rst_n)if(!Rst_n)beginEn_Cnt1 <= 1'b0;state <= IDLE;//默认需要让列输出为 0，这样，当有按键按下时，行列接通，行输入才能读到有低电平Key_Board_Col_o <= 4'b0000;Col_Tmp <= 4'd0;Key_Flag_r <= 1'b0;Key_Value_tmp <= 8'd0;Key_Board_Row_r <= 4'b1111;endelse begincase(state)
//空闲态，持续判断是否有按键被按下（按键按下时 Key_Board_Row_i 将不为全 1）IDLE: if(Key_Board_Row_i != 4'b1111)begin //有按键按下En_Cnt1 <= 1'b1; //启动延时计数器state <= P_FILTER; //跳转到按下消抖状态endelse beginEn_Cnt1 <= 1'b0;Key_Board_Col_o <= 4'b0000;state <= IDLE; endP_FILTER: //按下消抖状态if(Cnt_Done1) begin //20ms 延时完成En_Cnt1 <= 1'b0; //停止延时计数器state <= READ_ROW_P; //跳转到读取矩阵键盘行输入状态endelse begin //20ms 延时还没有完成En_Cnt1 <= 1'b1; //保持延时计数器继续计数state <= P_FILTER; endREAD_ROW_P: //读取矩阵键盘行输入状态if(Key_Board_Row_i != 4'b1111)begin //行输入不全为 1，表明确实有按键按下Key_Board_Row_r <= Key_Board_Row_i; //将当期行输入状态存入行状态寄存器state <= SCAN_C0; //跳转到扫描矩阵键盘第 0 列（Col0）状态Key_Board_Col_o <= 4'b1110; //将第 0 列列输出置 0endelse begin //若行输入恢复为了全 1，则表明此次为抖动，不再执行扫描，跳回空闲态state <= IDLE;Key_Board_Col_o <= 4'b0000;endSCAN_C0: //扫描矩阵键盘第 0 列（Col0）状态beginstate <= SCAN_C1; //下一个状态为扫描矩阵键盘第 1 列（Col1）状态Key_Board_Col_o <= 4'b1101; //扫描第 1 列对应的行输出为 1101if(Key_Board_Row_i != 4'b1111) //行输入不全为 1，表明为当前列（第 0列）有按键按下Col_Tmp <= 4'b0001;//将列值存入列寄存器中elseCol_Tmp <= 4'b0000;endSCAN_C1: //扫描矩阵键盘第 1 列（Col1）状态beginstate <= SCAN_C2; //下一个状态为扫描矩阵键盘第 2 列（Col2）状态Key_Board_Col_o <= 4'b1011; //扫描第 1 列对应的行输出为 1011if(Key_Board_Row_i != 4'b1111) //行输入不全为 1，表明为当前列（第 1列）有按键按下Col_Tmp <= Col_Tmp | 4'b0010;//将列值存入列寄存器中elseCol_Tmp <= Col_Tmp; endSCAN_C2: //扫描矩阵键盘第 2 列（Col2）状态beginstate <= SCAN_C3; //下一个状态为扫描矩阵键盘第 3 列（Col3）状态Key_Board_Col_o <= 4'b0111;//扫描第 1 列对应的行输出为 0111if(Key_Board_Row_i != 4'b1111)//行输入不全为 1，表明为当前列（第 2列）有按键按下Col_Tmp <= Col_Tmp | 4'b0100;//将列值存入列寄存器中elseCol_Tmp <= Col_Tmp; endSCAN_C3: //扫描矩阵键盘第 3 列（Col3）状态beginstate <= PRESS_RESULT; //下一个状态为得到扫描结果状态if(Key_Board_Row_i != 4'b1111)//行输入不全为 1，表明为当前列（第 3列）有按键按下Col_Tmp <= Col_Tmp | 4'b1000;//将列值存入列寄存器中elseCol_Tmp <= Col_Tmp; endPRESS_RESULT: //得到扫描结果状态beginstate <= WAIT_R; //下一个状态为等待按键释放状态//让列输出全 0，这样，当有按键按下时，行列接通，行输入才能读到有低电平Key_Board_Col_o <= 4'b0000;/*4 位行输入值相加为 3，表明有且只有一个行输入为 0，既保证只有一行中有按键被
按下*4 位列扫描结果相加为 1，表明有且只有列中有按键被按下，通过这两个条件保证了
一次*按键中只有一个按键被按下时才检测有效*/if(((Key_Board_Row_r[0] + Key_Board_Row_r[1] +Key_Board_Row_r[2] + Key_Board_Row_r[3]) == 4'd3) &&((Col_Tmp[0] + Col_Tmp[1] + Col_Tmp[2] + Col_Tmp[3]) ==4'd1))beginKey_Flag_r <= 1'b1;//产生检测成功标志信号Key_Value_tmp <= {Key_Board_Row_r,Col_Tmp};//将行列结果组合得到按键扫描结果endelse begin //若不满足只有一个按键被按下，则不产生检测成功标志信号Key_Flag_r <= 1'b0;Key_Value_tmp <= Key_Value_tmp;endendWAIT_R://等待按键释放状态beginKey_Flag_r <= 1'b0;//清零检测成功标志信号if(Key_Board_Row_i == 4'b1111)begin//无按键按下,表明按键被释放En_Cnt1 <= 1'b1;//启动延时计数器state <= R_FILTER;//进入释放消抖状态En_Cnt2 <= 1'b0; //停止连按间隔计数器endelse beginstate <= WAIT_R;En_Cnt1 <= 1'b0;En_Cnt2 <= 1'b1;//启动连按间隔计数器endendR_FILTER: //释放消抖状态 if(Cnt_Done1) begin //延时时间到En_Cnt1 <= 1'b0;state <= READ_ROW_R;//跳转入读取按键行输入状态（按键释放阶段）endelse beginEn_Cnt1 <= 1'b1;state <= R_FILTER; endREAD_ROW_R://读取按键行输入状态（按键释放阶段）if(Key_Board_Row_i == 4'b1111) //无按键按下，表明确实已经稳定的释放了state <= IDLE; //跳转回空闲状态else begin //否则表明此次释放为抖动，回到释放消抖状态继续等待En_Cnt1 <= 1'b1;state <= R_FILTER; enddefault:;endcaseend
//将扫描结果译码输出 always@(posedge Clk or negedge Rst_n)if(!Rst_n)beginKey_Flag <= 1'd0;Key_Value <= 4'd0;endelse begin//按键检查成功输出标志为扫描成功与连按间隔的逻辑或Key_Flag <= Key_Flag_r | Cnt_Done2;case(Key_Value_tmp)8'b1110_0001 : Key_Value <= 4'h1; //第 0 行，第 0 列8'b1110_0010 : Key_Value <= 4'h2; //第 0 行，第 1 列8'b1110_0100 : Key_Value <= 4'h3; //第 0 行，第 2 列8'b1110_1000 : Key_Value <= 4'ha; //第 0 行，第 3 列8'b1101_0001 : Key_Value <= 4'h4; //第 1 行，第 0 列8'b1101_0010 : Key_Value <= 4'h5; //第 1 行，第 1 列8'b1101_0100 : Key_Value <= 4'h6; //第 1 行，第 2 列8'b1101_1000 : Key_Value <= 4'hb; //第 1 行，第 3 列8'b1011_0001 : Key_Value <= 4'h7; //第 2 行，第 0 列8'b1011_0010 : Key_Value <= 4'h8; //第 2 行，第 1 列8'b1011_0100 : Key_Value <= 4'h9; //第 2 行，第 2 列8'b1011_1000 : Key_Value <= 4'hc; //第 2 行，第 3 列8'b0111_0001 : Key_Value <= 4'h0; //第 3 行，第 0 列8'b0111_0010 : Key_Value <= 4'h0; //第 3 行，第 1 列8'b0111_0100 : Key_Value <= 4'h0; //第 3 行，第 2 列8'b0111_1000 : Key_Value <= 4'hd; //第 3 行，第 3 列default:begin Key_Value <= Key_Value;Key_Flag <= Key_Flag; endendcase endendmodule

FPGA的矩阵键盘驱动（修正版）相关推荐

矩阵键盘与六位数码管_[走近FPGA]之矩阵键盘
注:由于新学期较为繁忙,本文由不愿透露姓名的 @Cardia 撰写.以下为正文. 在上一篇文章中,介绍了二进制转十进制电路的实现,其文章链接如下: 人生状态机:[走近FPGA]之二进制转BCD码zh ...
Arduino与Proteus仿真实例-4x4矩阵键盘驱动仿真
4x4矩阵键盘驱动仿真键盘是广泛用于各种电子和嵌入式项目的输入设备. 它们用于以数字和字母的形式获取输入,并将其输入系统以进行进一步处理. 矩阵键盘由一组相互连接的按钮组成. 在本次实例中使用 4X ...
基于FPGA的矩阵键盘按键识别【原理+源码】
目录引言原理阐述实现方法源码分享板级调试演示引言最近了解了矩阵键盘扫描的原理,动手实现了一下,在这里做一个简单的总结. 原理阐述矩阵键盘典型电路: FPGA的应用电路: 其中,行信号为 ...
linux下矩阵键盘设备名,Linux下矩阵键盘驱动分析与移植
Post Views: 1,598 首先要介绍一下Linux中input子系统的模型,一图胜千言,所以直接上图. 上图一目了然,我们的键盘驱动就是工作在input子系统的最低层.单纯地从驱动角度讲,我 ...
嵌入式linux矩阵键盘,嵌入式linux matrix_keypad矩阵键盘驱动
ARM:AM3517 linux2.6.37 TI官方开发板AM3517EVM 我想移植一个8*5的GPIO矩阵键盘,在linux源码/drivers/input/目录下有很多种键盘驱动程序,但是能 ...
41 linux标准输入设备之矩阵键盘驱动的实现
准备知识点: 原子位操作 , linux输入设备的应用程序编程在linux内核里用struct input_dev的一个对象来表示一个输入设备. 用一位二进制表示是否支持相应的功能, 多种功能需要多 ...
linux下矩阵键盘驱动
1_>路径:linux\drivers\input\keyboard 2_>文件名:matrix_keypad.c 说明:这是一个平台驱动程序,在上面的.c文件里没有建一个设备,只有驱动 ...
最易移植的I/O任意定义的矩阵键盘驱动
网上的矩阵键盘代码非常非常多,但绝大部分都是要连续I/O口的,就比如PA0-PA7.PB3-PB10等等等,这些都要用到一排的连续的单片机引脚.用过STM32单片机的都知道,STM32单片机一排过去连 ...
FPGA矩阵键盘的驱动设计与验证
请关注微信公众号"FPGA科技室" 本文讲解利用***verilog实现矩阵键盘的驱动设计*** ,在此之前,想必学过单片机的小伙伴应该很熟悉矩阵键盘,单片机用c语言实现了矩阵键盘 ...

FPGA的矩阵键盘驱动（修正版）

旧版本代码

代码

FPGA的矩阵键盘驱动（修正版）相关推荐

最新文章

热门文章

FPGA的矩阵键盘驱动（ 修正版）

旧版本代码

代码

FPGA的矩阵键盘驱动（ 修正版）相关推荐

最新文章

热门文章

FPGA的矩阵键盘驱动（修正版）

FPGA的矩阵键盘驱动（修正版）相关推荐