摘要：GAL6002是Lattice公司研制的電可擦除且可重復(fù)編程的高性能PLD器件，文中介紹了以PLD器件GAL6002實(shí)現(xiàn)4×4自動(dòng)掃描去抖的編碼鍵盤電路，給出了該電路的原理及其與MCS－51單片機(jī)的接口方法，同時(shí)給出了KEY44．ABL文件的程序清單。

關(guān)鍵詞：GAL6002；自動(dòng)掃描去抖；編碼鍵盤

        鍵盤在單片機(jī)控制系統(tǒng)中是最常用的輸入設(shè)備之一。雖然非編碼鍵盤的硬件電路較為簡(jiǎn)單，但按鍵的識(shí)別及鍵值的計(jì)算則需軟件來完成，因此需要耗費(fèi)寶貴的機(jī)時(shí)；而編碼鍵盤雖然程序簡(jiǎn)單且易于使用，但硬件比較復(fù)雜。因此，設(shè)計(jì)人員常常難以決定采用哪一類鍵盤。本文以GAL6002為例，介紹了一種用PLD器件來實(shí)現(xiàn)4×4鍵盤自動(dòng)掃描去抖的編碼鍵盤電路及其設(shè)計(jì)方法。

        1  GAL6002芯片簡(jiǎn)介

        GAL6002是Lattice公司研制的電可擦除、可重復(fù)編程的高性能PLD器件，圖1所示是其引腳排列。GAL6002具有78×64×36 FPLA結(jié)構(gòu)，可提供78×64的可編程與陣列和64×36的可編程或陣列。它具有10個(gè)輸出宏單元、8個(gè)隱埋宏單元及20個(gè)輸入和I／O宏單元。它的兩個(gè)獨(dú)立輸入時(shí)鐘可分別用于輸入和輸出宏單元的控制。其輸出宏單元和隱埋宏單元的寄存器共用一個(gè)高有效復(fù)位乘積項(xiàng)。每個(gè)寄存器復(fù)位為“0”。輸出宏單元和輸出腳之間均有一個(gè)反相緩沖器，每個(gè)輸出緩沖器的使能可由單獨(dú)的乘積項(xiàng)來控制。

        2  設(shè)計(jì)原理

        直接訪問方式下的接口電路如圖2所示。以下分別從去抖電路、自動(dòng)掃描電路和接口電路三方面來描述該自動(dòng)掃描去抖編碼鍵盤電路的設(shè)計(jì)原理。

        2．1去抖電路

        去抖電路用來執(zhí)行兩個(gè)功能：其一是當(dāng)按鍵按下時(shí)產(chǎn)生一個(gè)“凍結(jié)”信號(hào)FREZ，以用來停止并“凍結(jié)”掃描狀態(tài)機(jī)直到按鍵被釋放。它的ABEL方程為：

        FREZ：＝!（COL3＆COL2＆COL1＆COL0）；

        其二是當(dāng)輸出保持低電平達(dá)兩個(gè)（或更多）相鄰時(shí)鐘周期時(shí)產(chǎn)生一個(gè)中斷INT。其ABEL方程為：

        INT：＝FREZ＆！（COL3＆COL2＆COL1＆COL0）；

        2．2  自動(dòng)掃描電路

        自動(dòng)掃描電路的軟件定義如下：

        R OWREG＝［ROW3，ROW2，ROW1，ROW0］；

  
        掃描狀態(tài)機(jī)在輸入時(shí)鐘的上升沿依次向鍵盤行線發(fā)送“0”電平以掃描鍵盤，如果FREZ信號(hào)被使能，則“凍結(jié)”狀態(tài)機(jī)。該操作在ABEL文件中的狀態(tài)圖描述如下：

        2．3  接口電路

        在該電路的ABEL文件中，可由真值表界定按鍵的行列位置與輸出值D3～D0的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其中數(shù)值1～16分別對(duì)應(yīng)于16個(gè)按鍵，即編碼鍵盤的鍵值。從Lattice公司的工具軟件ispDesignEXPERT8．2對(duì)ABEL文件的編譯結(jié)果來看，當(dāng)有多鍵同時(shí)按下時(shí)，D3～D0的輸出亦為“0”，因此在51匯編程序中應(yīng)對(duì)“0”號(hào)鍵進(jìn)行適當(dāng)取舍。

        通過輸出緩沖器可使輸出管腳設(shè)置成高阻態(tài)，因此輸出管腳可以直接和單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線連接。本設(shè)計(jì)中，D3～D0輸出緩沖器由CS和RD兩個(gè)信號(hào)控制。其ABEL方程為：