矩阵键盘矩阵键盘实验实验目的1． 了解 4*4 矩阵键盘的工作原理

2． 掌握利用行列扫描法读取按键信息及软件消抖的方法

3． 熟悉掌握 VHDL 语言和 QUARTUS 2 软件的使用

4． 理解状态机的工作原理和设计方法

5． 掌握利用 EDA 工具进行自顶向下的电子系统设计方法

实验任务设计制作一个检测 4*4 矩阵键盘的按键编码的实验，把实际按键的键值的八位编码先转换成从0000—1111 的编码，再译成数码管能识别 的八位编码，在数码管动态显示时，矩阵键盘的第一行对应00—03，4*4 第二行对应04—07，第三行08—11，第四行对应12—15

实验原理1．键盘的工作原理： 按键设置在行、列线交点上，行、列线分别连接到按键开关的两端

行线通过上拉电阻接到+5V电源上

无按键按下时，行线处于高电平的状态，而当有按键按下时，行线电平与此行线相连的列线电平决定

2．行列扫描法原理：第一步， 使行线为编程的输入线，列线是输出线，拉低所有的列线，判断行线的变化，如果有按键按下，按键按下的对应行线被拉低，否则所有的行线都为高电平

第二步，在第一步判断有键按下后， 延时10ms消除机械抖动，再次读取行值，如果此行线还处于低电平状态则进入下 一步，否则返回第一步重新判断

第三步，开始扫描按键位置，采用逐 行扫描，每间隔1ms的时间，分别拉低第一列，第二列，第三列，第四 列，无论拉低哪一列其他三列都为高电平，读取行值找到按键的位置，分别把行值和列值储存在寄存器里

第四步，从寄存器中找到行值和列 值并把其合并，得到按键值，对此按键值进行编码，按照从第一行第一个一直到第四行第四个逐行进行编码，编码值从“0000” 至“1111” ， 再进行译码，最后显示按键号码

数码管动态扫描原理

数码管动态扫描原理：数码管的 7 个段及小数点都是由 LED 块组成的，显示方式分为静 态显示和动态显示两种

数码管在静态显示方式时，其共阳管的位选 信号均为低电平，四个数码管的共用段选线 a、b、c、d、e、f、g、dp 分别与 CPLD 的 8 根 I/O 口线相连，显示数字时只要给相应的段选线送 低电平

数码管在动态显示方式时，在某一时刻只能有一个数码管被点亮显示数字，其余的处于非选通状态，位选码端口的信号改变时， 段选码端口的信号也要做相应的改变 ，每位显示字符停留显示的时间 一般为 1-5ms，利用人眼睛的视觉惯性，在数码管上就能看到相当稳定的数字显示

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