基于FPGA和VHDL语言的多按键状态识别系统

3 FPGA内部逻辑设计

FPGA内部功能分为扫描模块、编码模块、控制模块以及同步FIFO RAM模块，如图4所示。

图4中，K1~K60为60个按键的输入端，Scan为工作模式选择信号，Ready为读准备好信号，RdClk为读时钟信号，Data[7：0]为数据输出，ModCtr为编码模式控制信号，FIFOWEn为FIFO RAM写使能信号，FIFOIn为FIFO RAM数据输入，State为按键状态扫描信号。其工作原理为：扫描模块周期扫描按键状态，其结果送入编码模块;编码模块根据模式控制信号ModCtr选择编码方式编码，将其结果送入FIFO RAM;控制模块产生对FIFO RAM的读取控制信号;MCU可通过Readv、RdClk控制信号读取Data[7：0]数据线上的按键编号和状态数据。

3.1 扫描模块

扫描模块主要完成扫描按键状态输入和按键的软件去抖动。扫描按键状态输入是以5 m8为周期扫描60个输入引脚，将其结果存入60个两位状态移位寄存器。其代码为：

按键去抖有硬件和软件2种实现方式。为了节省成本，充分发挥FPGA器件的功能，该系统设计采用软件去抖。图5为软件去抖动流程。图中State为2位状态移位寄存器，初始值为0，TimeDelay为延时计数器。

软件去抖动过程说明：对状态寄存器的2位数值做异或运算，即m=State_1 Xor State_2。若m=l，说明按键有动作，则令TimeDelay=1，启动延时计数;若m=O，表明按键处于去抖延时或者平稳状态。这时判断TimeDelay，若TimeDelay=0，则按键处于平稳状态;若0MaxDelay时说明按键已经平稳，将结果送入编码器模块。软件去抖关键代码如下：

来源：21IC电子网