精品博文基于FPGA的计算器设计一（矩阵键盘模块）

这周做了一个计算器的试验，目前可以正负实现数的加减乘除了，和定点小数的加减乘除了，精度不高还在进一步完美，今天先把矩阵键盘扫描的模块总结一下，明天继续优化。

这是一个大概的模块划分以及数据流向图，咱们首先要通过矩阵键盘扫描来肯定按下的键，然后把键值送给输入输出节制模块，来判断输入的是第一个操作数还是操作符，还是第二个操作数和等号，可以说输入输出节制模块是整个计算器设计最核心的模块了，这个明天再总结，如果判断按下等号，那么计算模块就应当依据操作数以及操作符来运算，并把运算的结果送到输入输出节制模块。由于在输入数据的时候，数码管也是要显示数据的，所以把计算的结果传回来一块儿处理，而且计算的结果也能够作为下一次计算的操作数，实现连续运算。计算模块还包含BCD转二进制和二进制转BCD模块，此外因为触及到负数运算，所以计算进程都是补码进行运算，计算结果再由补码转回原码，数码管显示模块以及经常使用的数码管模块不同之处就是它拥有消“0”的功能，输入的时候每一输入一名数据显示一名，对于没有输入的位数是不能显示“0”的，输出计算结果的时候也是同样，对于没有数值的位，是不能显示“0”的。文章源自微观生活（93wg.com）微观生活-https://93wg.com/22171.html

下面先总结下列矩阵键盘模块，使用矩阵键盘的缘由就不多说了，就是为了节俭IO口。矩阵键盘扫描的原理我简单介绍一下吧：文章源自微观生活（93wg.com）微观生活-https://93wg.com/22171.html

以4x4的矩阵键盘为例，同一行按键的一段被接到同一根先上，4行分别被接到4根，咱们命名row0-row3;列同理，命名col0-col3。同时咱们给row端接上上拉电阻，那么没有按键按下的时候row端是高电平，咱们把4根row接到FPGA作为输入端，把col接到FPGA作为输出端。咱们在初始状况下给col全体赋0输出，如果某一个按键按下，那么就会有一个col以及一个row线被联通了，那么被联通的那根row就会给FPGA输入0，此时row是输入，咱们可以很容易判断是哪根row被联通了，然而每一一根row上连上了4根col，咱们还不能知道具体是哪个col，所以咱们这时候用到中学物理时学到的节制变量法，咱们让col每一次只有一根输出低电平（注意原来是4个全是低电平，在检测到有键按下后，变为只有一根输出低电平），顺次扫描，知道检测到row端不全为1时，说明此时的row以及col就是按下按键的坐标了。文章源自微观生活（93wg.com）微观生活-https://93wg.com/22171.html

最后例化的消抖模块是上次数字钟的消抖模块，稍微做了一点修改，所以将设计模块化还是有很大帮助的。文章源自微观生活（93wg.com）微观生活-https://93wg.com/22171.html

里面的flag_pos是为了检测按键的边缘，按键按下会有一个flag标志拉高，这里检测的实际上是flag的降落沿，也就是按键弹起来的时候，一开始然而会存在一点时序问题，由于这个flag_pos只有一个时钟周期，我如果检测上升沿输出，在flag拉高的这一刻，key_value其实尚无被赋值好，所以会致使，我按第一个按键的时候没有数据显示，按第二个的时候显示第一个按键的值，然而检测按键弹起的时刻（也就是flag的降落沿）就能有效防止这类情况。文章源自微观生活（93wg.com）微观生活-https://93wg.com/22171.html

矩阵键盘扫描的原理基本就是这样，然而实现的办法有不少种，我觉得这类办法是比较简单明了，合适新手理解的。固然我自己也还是新手，嘻嘻......加油！文章源自微观生活（93wg.com）微观生活-https://93wg.com/22171.html

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