基于GAL6002芯片的去抖編碼鍵盤電路的設(shè)計(jì)

     1 GAL6002芯片簡介

　　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 WREG=[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：

　　采用間接控制方式讀取鍵值的接口電路如圖3所示。

　　3 ABEL文件清單

　　下面給出KEY44.ABL文件的具體程序清單，其編譯工具為LATTICE公司的ispDesignEXPERT8.2。