智能仪器设计报告基于单片机和fpga的矩阵键盘控制系统设计-学位(3)

《智能仪器设计》大作业——基于单片机和FPGA的矩阵键盘控制系统设计

图5-3 译码输出结果

结果分析：如图所示，Y1[7:0]即为输出。如黄线所示位置，KEYI_KEYO为110_101，对应于键盘上的“8”。再来看输出Y1[7:0]为1111_0111，取反以后为0000_1000，对应于BCD码，也是对应着“8”。所以，仿真结果正确。即当按下相应的键时（通过相应的仿真激励来实现，即对KEYO的控制），会输出相应的BCD码。在无键盘按下时，输出为高阻状态。

5.4 单片机与液晶显示器模块

单片机对输入管脚进行扫描，然后进行输出，可以由proteus软件对单片机程序进行仿真，仿真结果如图5-4所示，由于Proteus软件对单片机模块有许多默认的输入，例如晶振电路，故没有在软件中进行连线，从而简化布局。

图5-4 Proteus软件仿真结果

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6. 参考文献

[1] 李华. MCS 251系列单片机接口技术[ M]. 北京：北京航天航空大学出版社，1993.

[2] 游志宇，张洪，董秀成等. MCS251 与FPGA_CPLD 总线接口逻辑设计[J]. 单片机与嵌入式系统应用 ，2008，1 :29 - 32.

[3] 徐志军，徐光辉. CPLD/ FPGA 的开发与应用 [ M]. 北京：电子工业出版社，2002. [4] 郭文川.单片机原理与接口技术[M]. 北京：中国农业出版社，2007.

[5] 夏宇闻. Verilog数字系统设计教程[M]. 北京：北京航天航空大学出版社，2008. [6] 吴继华，王诚. 设计与验证Verilog HDL[M]. 北京：人民邮电出版社，2006.

[7] 栗彩霞，武一等. MCS 251单片机与FPGA接口的逻辑设计[J].山西电子技术，2009,5.

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致 谢

通过这次《智能仪器设计》大作业——基于单片机和FPGA的矩阵键盘控制系统设计，我收获了许多。学习了89C51单片机的结构组成、各个组成部分的功能，并且掌握了一定的单片机编程技能；学习了Verilog语言的编写规范，利用Xilinx的ISE工具，用Verilog语言完成电路的设计；初步了解了可编程逻辑器件对硬件系统的控制，并且对89C51单片机与FPGA逻辑控制和接口连接有了一定的认识。

在这里要感谢曾翔君老师对我的指导。我们几个同学共同完成这个大作业，但是在机械学院我们接触单片机和FPGA控制方面知识的机会较少，因此刚开始接触大作业时遇到了很多问题，曾老师都对我们的问题耐心的指导，老师渊博的知识和悉心的教导深深地感染了我们，我们衷心祝愿曾老师在未来的生活工作里，一帆风顺，心想事成！

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《智能仪器设计》大作业——基于单片机和FPGA的矩阵键盘控制系统设计

附 录

1.单片机程序 //LCD_12864.c

//----------------------------------------------------------------- // 名称:12864LCD(KS0108)显示驱动程序 (不带字库) //----------------------------------------------------------------- #include #include #define INT8U unsigned char #define INT16U unsigned int #define LCD_DB_PORT P1 //液晶DB0-DB7 #define LCD_START_ROW 0xC0 //起始行 #define LCD_PAGE 0xB8 //页指令 #define LCD_COL 0x40 //列指令 //液晶引脚定义 sbit DI = P2^0 ; //数据/命令选择线 sbit RW = P2^1 ; //读/写控制线 sbit E = P2^2 ; //使能控制线 sbit CS1 = P2^3 ; //片选1 sbit CS2 = P2^4 ; //片选2 sbit RST = P2^5 ; //复位

//----------------------------------------------------------------- // LCD忙等待

//----------------------------------------------------------------- void LCD_Busy_Wait() { do { LCD_DB_PORT = 0xFF; //液晶端口置高电平 RW = 1; _nop_(); DI = 0; //设置为读，选择状态寄存器 E = 1; _nop_(); E = 0; //E置高电平读取，随后置为低电平 } while (P0 & 0x80); }

//----------------------------------------------------------------- // 向LCD发送命令

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//----------------------------------------------------------------- void LCD_Write_Command( INT8U c) { LCD_Busy_Wait(); //液晶忙等待 LCD_DB_PORT = 0xFF; //液晶端口置高电平 RW = 0; _nop_(); DI = 0; //设置为写，选择命令寄存器 LCD_DB_PORT = c; //一字节命令放置到液晶端口 E = 1; _nop_(); E = 0; //E置高电平读取，随后置为低电平 }

//----------------------------------------------------------------- // 向LCD发送数据

//----------------------------------------------------------------- void LCD_Write_Data(INT8U d ) { LCD_Busy_Wait(); //液晶忙等待 LCD_DB_PORT = 0xFF; //液晶端口置高电平 RW = 0; _nop_(); DI = 1; //设置为写，选择数据寄存器 LCD_DB_PORT = d; //一字节数据放置到液晶端口 E = 1; _nop_(); E = 0; //E置高电平读取，随后置为低电平 }

//----------------------------------------------------------------- // 初始化LCD

//----------------------------------------------------------------- void LCD_Initialize() { CS1 = 1; CS2 = 1; //左右半屏片选 LCD_Write_Command(0x3F); // 显示开 LCD_Write_Command(LCD_START_ROW); // 设置起始行 }

//----------------------------------------------------------------- //

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