矩阵键盘的矩阵键盘实验
实验目的
1． 了解 4*4 矩阵键盘的工作原理。
2． 掌握利用行列扫描法读取按键信息及软件消抖的方法。
3． 熟悉掌握 VHDL 语言和 QUARTUS 2 软件的使用。
4． 理解状态机的工作原理和设计方法。
5． 掌握利用 EDA 工具进行自顶向下的电子系统设计方法。
实验任务
设计制作一个检测 4*4 矩阵键盘的按键编码的实验， 把实际按键的 键值的八位编码先转换成从 0000—1111 的编码，再译成数码管能识别 的八位编码， 在数码管动态显示时， 矩阵键盘的第一行对应 00—03， 4*4 第二行对应 04—07，第三行 08—11，第四行对应 12—15。
实验原理
1．键盘的工作原理： 按键设置在行、列线交点上，行、列线分别连接到按键开关的 两端。行线通过上拉电阻接到+5V 电源上。无按键按下时，行线处 于高电平的状态， 而当有按键按下时， 行线电平与此行线相连的列 线电平决定。
2．行列扫描法原理：
第一步， 使行线为编程的输入线，列线是输出线，拉低所有的列线， 判断行线的变化，如果有按键按下，按键按下的对应行线被拉低，否则 所有的行线都为高电平。
第二步， 在第一步判断有键按下后， 延时 10ms 消除机械抖动，再次读取行值，如果此行线还处于低电平状态则进入下 一步，否则返回第一步重新判断。
第三步，开始扫描按键位置，采用逐 行扫描，每间隔 1ms 的时间，分别拉低第一列，第二列，第三列，第四 列，无论拉低哪一列其他三列都为高电平，读取行值找到按键的位置， 分别把行值和列值储存在寄存器里。
第四步，从寄存器中找到行值和列 值并把其合并，得到按键值，对此按键值进行编码，按照从第一行第一 个一直到第四行第四个逐行进行编码，编码值从“0000” 至“1111” ， 再进行译码，最后显示按键号码。 3．数码管动态扫描原理。数码管动态扫描原理： 数码管的 7 个段及小数点都是由 LED 块组成的，显示方式分为静 态显示和动态显示两种。数码管在静态显示方式时，其共阳管的位选 信号均为低电平，四个数码管的共用段选线 a、b、c、d、e、f、g、dp 分别与 CPLD 的 8 根 I/O 口线相连，显示数字时只要给相应的段选线送 低电平。数码管在动态显示方式时，在某一时刻只能有一个数码管被 点亮显示数字，其余的处于非选通状态，位选码端口的信号改变时， 段选码端口的信号也要做相应的改变 ，每位显示字符停留显示的时间 一般为 1-5ms，利用人眼睛的视觉惯性，在数码管上就能看到相当稳定 的数字显示。
