isp1016實(shí)現(xiàn)機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)的鍵盤控制

isp1016實(shí)現(xiàn)機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)的鍵盤控制摘要介紹了用可編程邏輯芯片設(shè)計(jì)機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)鍵盤控制器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，給出了接口信號(hào)及驅(qū)動(dòng)程序的核心代碼。該設(shè)計(jì)具有典型性、通用性和實(shí)用性，并可用到各種鍵盤控制器中。關(guān)鍵詞鍵盤控制器在線可編程掃描線10161鍵盤控制器的外部接口信號(hào)無(wú)論在任何計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，鍵盤都是最重要的輸入設(shè)備，但是普通鍵盤不能滿足機(jī)載要求。筆者在新一代電子航空?qǐng)D導(dǎo)航系統(tǒng)中，用公司的1016設(shè)計(jì)了一個(gè)4x5鍵盤控制器以下簡(jiǎn)稱，經(jīng)實(shí)際應(yīng)用，該鍵盤控制器通用性較強(qiáng)。圖1是其鍵盤和顯示器外觀示意圖。一航情況下，應(yīng)該是的一個(gè)外部設(shè)備，它一方面監(jiān)測(cè)各按鈕狀態(tài)，另一方面接受的查詢并主動(dòng)向請(qǐng)求中斷。因此，外部接口信號(hào)分接口信號(hào)和鍵盤按鈕矩陣狀態(tài)信號(hào)。圖2為通用外部接口信號(hào)示意圖，其定義如下*復(fù)位，低有效。該信號(hào)有效時(shí)將異步復(fù)位內(nèi)部所有寄存器，以對(duì)進(jìn)行初始化；*工作時(shí)鐘，頻率為100;*片選，低有效；*讀信號(hào)，低有效；*0片內(nèi)地址，用于區(qū)分片內(nèi)寄存器；*中斷請(qǐng)求，高有效。當(dāng)鍵盤控制器檢測(cè)到有效按鍵時(shí)，該腳為高，當(dāng)讀走按鍵編碼時(shí)，自動(dòng)撤銷中斷請(qǐng)求；*4—0三態(tài)數(shù)據(jù)線；*3-0掃描輸出，按鍵盤矩陣的列線；*4—0回復(fù)線，接鍵盤矩陣的行線。實(shí)際上，大部分矩陣鍵盤的行列是可對(duì)換的。2接口寄存器定義及驅(qū)動(dòng)程序針對(duì)接口設(shè)計(jì)有2個(gè)只讀寄存器，即數(shù)據(jù)寄存器和狀態(tài)寄存器。數(shù)據(jù)寄存器用于保持有效按鍵的編碼值，該編碼值就是按鍵所在的行列；而狀態(tài)寄存器則用于保持按鍵的狀態(tài)信息，以供查詢。當(dāng)訪問(wèn)時(shí)即和同時(shí)有效,0=0則訪問(wèn)數(shù)據(jù)寄存器，否則訪問(wèn)狀態(tài)寄存器。表1、表2分別是數(shù)據(jù)寄存器和狀態(tài)寄存器的定義。表1數(shù)據(jù)寄存器定義76543210列值行值表2狀態(tài)寄存器定義765432100000顯然，的編程可以有2種模式，一種是軟件查詢，另一種是中斷驅(qū)動(dòng)。由于本系統(tǒng)采用為運(yùn)行環(huán)境，對(duì)應(yīng)用程序透明，所以，將請(qǐng)求直接和的某一空閑中斷9相連接，以便使驅(qū)動(dòng)程序能將作為一個(gè)設(shè)備打開(kāi)。在初始化加載時(shí)，應(yīng)將對(duì)應(yīng)中斷觸發(fā)設(shè)置為電平敏感。其核心代碼如下#0401鍵盤狀態(tài)寄存器地址#0400鍵盤數(shù)據(jù)寄存器地址….,,;>…=&01;讀數(shù)據(jù)寄存器，低6位有效=>>3;右移3位，提取按鍵列值=&007;提取按鍵行值}至此，就可根據(jù)和的值將它翻譯為某一標(biāo)準(zhǔn)鍵，并存入鍵盤緩沖區(qū)。3內(nèi)部邏輯設(shè)計(jì)內(nèi)部控制邏輯設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是掌握按鍵識(shí)別原理。圖3所示是其鍵盤識(shí)別原理圖。設(shè)計(jì)時(shí)，可將按鍵設(shè)置在行線、列線的交點(diǎn)上。行線通過(guò)上拉電阻接到+5,無(wú)按鍵時(shí)處于高電平。有按鍵時(shí)行線電平狀態(tài)由列線決定。所有列線均為高則行線高，任一列線為低則行線低。處理的核心就在于確認(rèn)某一行線為低時(shí)，能定位出對(duì)應(yīng)的列線。31輸出掃描線30在設(shè)計(jì)輸出掃描線時(shí)，可以使用一個(gè)2"狀態(tài)機(jī)5[10來(lái)依次輪流使掃描線輸出為低電平。驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘的周期為640,亦即每即掃描線持續(xù)640的低電平。將狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)編碼值和當(dāng)前周期為低電平的掃描線序號(hào)對(duì)應(yīng)起來(lái)，即可簡(jiǎn)化后續(xù)處理。圖4是掃描線輸出波形。注意，無(wú)論何種按鍵組合，在任一狀態(tài)，有且僅有一個(gè)掃描線為低電平，否則后續(xù)處理將無(wú)法正確識(shí)別。32鍵盤編碼處理回復(fù)線40時(shí)，應(yīng)該對(duì)其中為低電平的行線進(jìn)行編碼。5個(gè)行線需要3"寄存器，記為[50]其真值表如下[40]->[20][,,,,]->[0,0,0];0[,,,,]->[0,0,1];1[,,,,]->[0,1,0];2[,,,,]->[0,1,1];3[,,,,]->[1,0,0];4當(dāng)確認(rèn)是有效按鍵后，應(yīng)把行列編碼值放入緩沖，以供讀取，其邏輯表達(dá)如下式中，[1,0是記錄有效按鍵的掃描線編碼，即當(dāng)時(shí)的[10狀態(tài)。33的讀操作讀狀態(tài)寄存器時(shí)，系統(tǒng)把中斷請(qǐng)求寄存器的值送出，而讀數(shù)據(jù)寄存器時(shí)，它將把緩沖的按鍵值送出，處理讀操作的表達(dá)式如下[40]=!&!寄存器由三態(tài)控制[40]=!0&[40#0=0送按鍵數(shù)據(jù)0&[,,,；]0=1；送狀態(tài)二!#!&!&!0讀數(shù)據(jù)寄存器時(shí)應(yīng)撤銷中斷34鍵盤處理狀態(tài)機(jī)該狀態(tài)處理機(jī)是處理的核心。圖5是其狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，其驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘應(yīng)該比掃描周期快而且應(yīng)該是它的整數(shù)倍。此處采用的80時(shí)鐘周期是掃描周期的8倍。下面討論其狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件。0復(fù)位狀態(tài)1記錄當(dāng)前掃描周期2若有低電平的回復(fù)線10;11啟動(dòng)延時(shí)去抖計(jì)數(shù)器，延時(shí)10242無(wú)條件進(jìn)入下一狀態(tài)22去抖狀態(tài)去抖正確303確認(rèn)狀態(tài)1將有效鍵值打入緩沖2設(shè)置4改進(jìn)建議上述完全可以滿足一般系統(tǒng)對(duì)鍵盤的要求，但仍然可以改進(jìn)以使之更加智能化。例如使能夠?qū)Φ淖x操作和寫入