基于VHDL的矩阵键盘及显示电路设计

如图1所示，全部代码由7个进程(process)组成。其中，进程P1和P2用于对列扫描输入信号kbrow进行读取，并通过或非运算产生行扫描使能控制信号en对行扫描输出信号kbcol进行控制，并生成一个与kbcol对应的状态信号state。若没有按键被按下(即kbrow=0000)，则en= '1'，行扫描输出信号kbcol不断循环扫描各行；若有按键被按下，en=‘O’，则行扫描停止，并锁存当前kbcol的值。进程P1和P2的代码如下：


进程P3使用“case…when”语句，根据状态信号state的值(即kbcol的值)和列扫描输入信号kbrow的值进行按键值译码，生成一个4位二进制按键数值信号dat，用以记录当前按键值。例如，当kbcol=“0010”，kbrow=“0001”时，“B”键按下，dat=“1011”。进程P3的代码在此不再赘述。
进程P4和P5用于按键的防抖和按键值的移位寄存。通过将行扫描使能控制信号en不断赋给一个8位二进制变量reg8，再将reg8赋给8位二进制信号key，实现对按键状态的记录，然后通过对key的各位数值进行与运算，生成防抖控制信号fnq。一旦有按键按下，en=‘O’，则即便是按键在抖动，key中至少也有1位数值为‘0’，从而使fnq=‘O’。只有当按键再次弹起，并且在连续8个时钟周期内不再有新的按键按下，key的数值全为‘1’，则fnq=‘1’，fnq产生一个上升沿，从而触发按键数值信号dat进入数值寄存信号temp(32位二进制数)的第0～3位，并将temp原来的第0～27位左移到第4～31位，实现1次按键按下的数值存储。进程P4和P5的代码如下：

进程P6用于将数值寄存信号temp的32位二进制数分配给8个数码管，从而生成数码管地址扫描输出scan，以及数码管数值信号data(4位2进制数)。进程P6代码如下：