關(guān)鍵詞：鍵盤(pán)控制器 在線(xiàn)可編程 掃描線(xiàn) isp1016

1 鍵盤(pán)控制器的外部接口信號(hào)

無(wú)論在任何計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，鍵盤(pán)都是最重要的輸入設(shè)備，但是普通鍵盤(pán)不能滿(mǎn)足機(jī)載要求。筆者在新一代電子航空?qǐng)D導(dǎo)航系統(tǒng)中，用Lattice公司的ispLSI1016設(shè)計(jì)了一個(gè)4×5鍵盤(pán)控制器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)KBC），經(jīng)實(shí)際應(yīng)用，該鍵盤(pán)控制器通用性較強(qiáng)。圖1是其鍵盤(pán)和顯示器外觀示意圖。

一航情況下，KBC應(yīng)該是CPU的一個(gè)外部I/O設(shè)備，它一方面監(jiān)測(cè)各按鈕狀態(tài)，另一方面接受CPU的查詢(xún)并主動(dòng)向CPU請(qǐng)求中斷。因此，外部接口信號(hào)分CPU接口信號(hào)和鍵盤(pán)按鈕矩陣狀態(tài)信號(hào)。圖2為通用KBC外部接口信號(hào)示意圖，其定義如下：

*Reset：復(fù)位，低有效。該信號(hào)有效時(shí)將異步復(fù)位內(nèi)部所有寄存器，以對(duì)KBC進(jìn)行初始化；

*CLK：工作時(shí)鐘，頻率為100kHz；

*CS：片選，低有效；

*RD：讀信號(hào)，低有效；

*A0:片內(nèi)地址，用于區(qū)分片內(nèi)寄存器；

*INT:中斷請(qǐng)求，高有效。當(dāng)鍵盤(pán)控制器檢測(cè)到有效按鍵時(shí)，該腳為高，當(dāng)CPU讀走按鍵編碼時(shí)，KBC自動(dòng)撤銷(xiāo)中斷請(qǐng)求；

*D4～D0：三態(tài)數(shù)據(jù)線(xiàn)；

*SL3～SL0:掃描輸出，按鍵盤(pán)矩陣的列線(xiàn)；

*RL4～RL0:回復(fù)線(xiàn)，接鍵盤(pán)矩陣的行線(xiàn)。

實(shí)際上，大部分矩陣鍵盤(pán)的行列是可對(duì)換的。

2 KBC接口寄存器定義及驅(qū)動(dòng)程序

KBC針對(duì)CPU接口設(shè)計(jì)有2個(gè)只讀寄存器，即數(shù)據(jù)寄存器（Dreg）和狀態(tài)寄存器（Sreg）。數(shù)據(jù)寄存器用于保持有效按鍵的編碼值，該編碼值就是按鍵所在的行列；而狀態(tài)寄存器則用于保持按鍵的狀態(tài)信息，以供CPU查詢(xún)。當(dāng)CPU訪問(wèn)KBC時(shí)（即CS和RD同時(shí)有效）,adk A0=0，則訪問(wèn)數(shù)據(jù)寄存器，否則訪問(wèn)狀態(tài)寄存器。表1、表2分別是數(shù)據(jù)寄存器和狀態(tài)寄存器的定義。

表1 數(shù)據(jù)寄存器定義

表2 狀態(tài)寄存器定義

顯然，KBC的編程可以有2種模式，一種是軟件查詢(xún)，另一種是中斷驅(qū)動(dòng)。由于本系統(tǒng)采用WindowNT為運(yùn)行環(huán)境，KBC對(duì)應(yīng)用程序透明，所以，將INT請(qǐng)求直接和CPU的某一空閑中斷(IRQ9)相連接，以便使驅(qū)動(dòng)程序能將KBC作為一個(gè)設(shè)備打開(kāi)。在初始化加載時(shí)，應(yīng)將對(duì)應(yīng)中斷觸發(fā)設(shè)置為電平敏感。其VC核心代碼如下：

＃define SReg 0x401 //鍵盤(pán)狀態(tài)寄存器地址

#define DReg 0x400 //鍵盤(pán)數(shù)據(jù)寄存器地址

…

BYTE SR,Key,Row,Col；

…

SR=inp(SReg)&0x1f;

//讀數(shù)據(jù)寄存器，低6位有效

Col=Key>>3；

//右移3位，提取按鍵列值

Row=Key & 0x07；//提取按鍵行值

}

至此，就可根據(jù)Row和Col的值將它翻譯為某一標(biāo)準(zhǔn)鍵，并存入NT鍵盤(pán)緩沖區(qū)。

3 KBC內(nèi)部邏輯設(shè)計(jì)

內(nèi)部控制邏輯設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是掌握按鍵識(shí)別原理。圖3所示是其鍵盤(pán)識(shí)別原理圖。設(shè)計(jì)時(shí)，可將按鍵設(shè)置在行線(xiàn)、列線(xiàn)的交點(diǎn)上。行線(xiàn)通過(guò)上拉電阻接到VCC(+5V)，無(wú)按鍵時(shí)處于高電平。有按鍵時(shí)行線(xiàn)電平狀態(tài)由列線(xiàn)決定。所有列線(xiàn)均為高則行線(xiàn)高，任一列線(xiàn)為低則行線(xiàn)低。KBC處理的核心就在于確認(rèn)某一行線(xiàn)為低時(shí)，能定位出對(duì)應(yīng)的列線(xiàn)。

3.1 輸出掃描線(xiàn)（SL3..SL0）