实验十二SOPC的键盘与LCD显示控制实验

1、实验3SOPC的键盘与LCD显示控制实验【实验目的】1. 熟悉矩阵键盘的工作特性。2. 学会使用VHDL语言描述一个矩阵键盘的电路功能。3. 了解字符型液晶显示控制器。4. 掌握1602液晶的操作方法。5. 学会使用VHDL语言描述一个1602液晶控制的电路功能。【实验内容】1. 使用VHDL语言描述一个矩阵键盘的电路功能，程序实现的功能是测试4X4矩阵按键；具体的键值通过FPGA核心板上的数码管来显示。如按下K1,数码管就显示0，按下K16,数码管就显示F。2. 使用VHDL语言描述一个1602液晶显示屏控制的电路功能，使1602液晶屏可以显示你自己的名字（拼音）。【实验器材】1. HS-E

2、DA5.1实验箱2USB-BLASTER烧写器3. Quartus II 8.0【实验原理】本实验需要使用VHDL语言描述一个矩阵键盘以及1602液晶控制的电路功能，下面我们先来介绍一下矩阵键盘和1602液晶显示屏。1. 矩阵键盘：键盘分编码键盘和非编码键盘。键盘上闭合键的识别由专用的硬件编码器实现，并产生键编码号或键值的称为编码键盘，如计算机键盘.而靠软件编程来识别的称为非编码键盘；在一般常用系统中，用的最多的是非编码键盘。也有用到编码键盘的。非编码键盘有分为：独立键盘和行列式（又称为矩阵式）键盘。矩阵键盘结构图如上图矩阵键盘的读取都经历一个扫描的过程，程序先将L1输出低电平，即端口输入11

3、111110，即十六进制0FEH,然后读回端口的数据，此时如果 L1 上的四个按键没有按下，读到的P0 口的数据还是11111110，如按下了按键 8，H2 便被拉成低电平，读回的端口数据11011110(十六进制：0DEH)，程序就根据读回的数据来判断某个按键按下了，如果没有按键按下，则再将 L2 输出低电平（P0=11111101，十六进制：0FDH），然后也一样读回端口数据，判断有按键按下否，如此下去，到 L4 的完成，为一个扫描过程。刚才按键 8 按下读回的数值是 0DEH，如果做为简单的程序，可以直接用0DEH 来认定是 8 键的键值码，也可以认为它是一个无名键的键值码，所以上面写的

4、 8 不是特定的，而只是序号，你怎么排列键序都可以，甚至认为是游戏手柄的上下左右出拳踢腿键都没问题，问题是按下某下按键后，你知道读回的键值是多少就可以了，键值才有用。2.1602液晶显示屏：工业字符型液晶,能够同时显示16x02即32个字符，每个字符是5X7的点阵。1602液晶模块内部的字符发生存储器已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”。因为1602识别的是ASCI

5、I码，实验可以用ASCII码直接赋值。管脚说明如下图时序图地址映射图主要时序结构如下图：【实验步骤】1. 打开Quartus II 软件，建立一个key44的工程.。并将keyboarddeco.v和led_disp的文件加入到工程中，并新建一个Block Diagram的文件。（软件代码过长，程序附在主机上）2. 在Project Navigator框中选择file栏，右键点击keyboarddeco.v选择create symbol files for current file生成symbol，也对led_disp.vhdl生成symbol，生成以后我们就能在图形界面编程时就能选择我们自定

6、义的接口程序。如图：3. 在图形编程中编译如下：（图中的管脚标注是定义pins后编译在图中生成）4. 点击processing/start compilation编译文件。定义管脚如下：5. 点击processing/start compilation编译生成文件，下载至FPGA，具体的键值就能通过板上的数码管来显示。按下K1就显示0，K2就显示1。6. 建立一个新的工程，并将div_256.v，div16.v，ps2_keyboard.v和lcd.v文件加入工程，并create symbol files for current file。7. 建立图形编程界面如下:8. 编译并定义管脚如下图：9. 编译生成文件，下载至FPGA，ps/2键盘输入，稍等可以在lcd1602上显示输入的字符。【实验要求】1. 掌握4x4矩阵键盘的扫描方法。2. 掌握1602的操作方式。3. 进一