實(shí)驗(yàn)十二SOPC的鍵盤與LCD顯示控制實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)3 SOPC的鍵盤與LCD顯示控制實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?. 熟悉矩陣鍵盤的工作特性。2. 學(xué)會(huì)使用VHDL語言描述一個(gè)矩陣鍵盤的電路功能。3. 了解字符型液晶顯示控制器。4. 掌握1602液晶的操作方法。5. 學(xué)會(huì)使用VHDL語言描述一個(gè)1602液晶控制的電路功能?！緦?shí)驗(yàn)內(nèi)容】1. 使用VHDL語言描述一個(gè)矩陣鍵盤的電路功能，程序?qū)崿F(xiàn)的功能是測試4X4矩陣按鍵；具體的鍵值通過FPGA核心板上的數(shù)碼管來顯示。如按下K1,數(shù)碼管就顯示0，按下K16,數(shù)碼管就顯示F。2. 使用VHDL語言描述一個(gè)1602液晶顯示屏控制的電路功能，使1602液晶屏可以顯示你自己的名字（拼音）。【實(shí)驗(yàn)器材】1. HS-

2、EDA5.1實(shí)驗(yàn)箱2USB-BLASTER燒寫器3. Quartus II 8.0【實(shí)驗(yàn)原理】本實(shí)驗(yàn)需要使用VHDL語言描述一個(gè)矩陣鍵盤以及1602液晶控制的電路功能，下面我們先來介紹一下矩陣鍵盤和1602液晶顯示屏。1. 矩陣鍵盤：鍵盤分編碼鍵盤和非編碼鍵盤。鍵盤上閉合鍵的識別由專用的硬件編碼器實(shí)現(xiàn)，并產(chǎn)生鍵編碼號或鍵值的稱為編碼鍵盤，如計(jì)算機(jī)鍵盤.而靠軟件編程來識別的稱為非編碼鍵盤；在一般常用系統(tǒng)中，用的最多的是非編碼鍵盤。也有用到編碼鍵盤的。非編碼鍵盤有分為：獨(dú)立鍵盤和行列式（又稱為矩陣式）鍵盤。矩陣鍵盤結(jié)構(gòu)圖如上圖矩陣鍵盤的讀取都經(jīng)歷一個(gè)掃描的過程，程序先將L1輸出低電平，即端口輸入1

3、1111110，1 / 7即十六進(jìn)制0FEH,然后讀回端口的數(shù)據(jù)，此時(shí)如果 L1 上的四個(gè)按鍵沒有按下，讀到的P0 口的數(shù)據(jù)還是11111110，如按下了按鍵 8，H2 便被拉成低電平，讀回的端口數(shù)據(jù)11011110(十六進(jìn)制：0DEH)，程序就根據(jù)讀回的數(shù)據(jù)來判斷某個(gè)按鍵按下了，如果沒有按鍵按下，則再將 L2 輸出低電平（P0=11111101，十六進(jìn)制：0FDH），然后也一樣讀回端口數(shù)據(jù)，判斷有按鍵按下否，如此下去，到 L4 的完成，為一個(gè)掃描過程。剛才按鍵 8 按下讀回的數(shù)值是 0DEH，如果做為簡單的程序，可以直接用0DEH 來認(rèn)定是 8 鍵的鍵值碼，也可以認(rèn)為它是一個(gè)無名鍵的鍵值碼，

4、所以上面寫的 8 不是特定的，而只是序號，你怎么排列鍵序都可以，甚至認(rèn)為是游戲手柄的上下左右出拳踢腿鍵都沒問題，問題是按下某下按鍵后，你知道讀回的鍵值是多少就可以了，鍵值才有用。2.1602液晶顯示屏：工業(yè)字符型液晶,能夠同時(shí)顯示16x02即32個(gè)字符，每個(gè)字符是5X7的點(diǎn)陣。1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器已經(jīng)存儲了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”。因?yàn)?602識別

5、的是ASCII碼，實(shí)驗(yàn)可以用ASCII碼直接賦值。管腳說明如下圖時(shí)序圖地址映射圖主要時(shí)序結(jié)構(gòu)如下圖：【實(shí)驗(yàn)步驟】1. 打開Quartus II 軟件，建立一個(gè)key44的工程.。并將keyboarddeco.v和led_disp的文件加入到工程中，并新建一個(gè)Block Diagram的文件。（軟件代碼過長，程序附在主機(jī)上）2. 在Project Navigator框中選擇file欄，右鍵點(diǎn)擊keyboarddeco.v選擇create symbol files for current file生成symbol，也對led_disp.vhdl生成symbol，生成以后我們就能在圖形界面編程時(shí)就能

6、選擇我們自定義的接口程序。如圖：3. 在圖形編程中編譯如下：（圖中的管腳標(biāo)注是定義pins后編譯在圖中生成）4. 點(diǎn)擊processing/start compilation編譯文件。定義管腳如下：5. 點(diǎn)擊processing/start compilation編譯生成文件，下載至FPGA，具體的鍵值就能通過板上的數(shù)碼管來顯示。按下K1就顯示0，K2就顯示1。6. 建立一個(gè)新的工程，并將div_256.v，div16.v ，ps2_keyboard.v和lcd.v文件加入工程，并create symbol files for current file。7. 建立圖形編程界面如下:8. 編譯并定義管腳如下圖：9. 編譯生成文件，下載至FPGA，ps/2鍵盤輸入，稍等可以在lcd1602上顯示輸入的字符?！緦?shí)驗(yàn)要求】1. 掌握4x4矩陣鍵盤的掃描方法。2. 掌握1602的操作方式。3. 進(jìn)一步學(xué)習(xí)VHDL語言編寫程序。4. 完成思考題。【思考題】1. 分析電路原理圖，思考如果要用SOPC板上的ps/2接口，應(yīng)該如何定義