VHDL课程设计PS2键盘.doc

目录 一、 课程设计的目的与任务 2 二、 课程设计题目 2 1、 指定题目： 2 2、 自选题目： 2 三、 课程设计的内容与要求 2 1、设计内容 2 2、设计要求 3 四、 实验仪器设备 3 五、 设计方案 3 1、 PS2解码 3 2、 设计思路 5 3、 模块设计 6 4、 各模块分析 7 （1） PS2时钟检测模块 7 （2） PS2解码模块 8 （3） PS2组合模块 10 （4） 控制LED模块 12 （5） PS2总的组合模块 14 六、 综合与仿真 15 1、 综合 15 2、 仿真 16 （1） 电平检测模块仿真 16 （2） LED灯控制模块仿真 17 （3） PS2_module总模块仿真 17 七、 硬件下载 20 八、 心得体会 22 九、 参考文献 23 课程设计的目的与任务 （1）熟练掌握EDA工具软件QuartusII的使用； （2）熟练用VHDL硬件描述语言描述数字电路； （3）学会使用VHDL进行大规模集成电路设计； （4）学会用CPLD\FPGA使用系统硬件验证电路设计的正确性； （5）初步掌握EDA技术并具备一定的可编程逻辑芯片的开发能力； 课程设计题目 指定题目： 0 ：多功能计数器； 1 ：数字秒表； 2 ：简易数字钟； 3 ：简易频率计； 4 ：彩灯控制器； 5 ：交通灯控制器； 6 ：四路智力竞赛抢答器； 7 ：简易微波炉控制器； 8 ：表决器；9 ：数字密码锁； 我的的学号尾数是2，所以我要做的题目是简易数字钟。由于我之前已经学过Verilog HDL和VHDL，所以简易数字钟相对于我比较简单，我完成了简易数字钟并验收后，再选择了另一个自选题目来完成。 简易数字钟：设计一个以“秒”为基准信号的简易数字钟，显示时、分、秒，同时可实现整点报时和清零（我已经完成，而且已经验收了）。 自选题目： 在完成了数字钟的设计后，我选择了另一个设计的题目，那就是PS2键盘扫描。所以这次课程设计我的报告主要详细写的是PS2键盘扫描的程序，而不是简易数字钟。 PS键盘扫描：设计一个PS键盘扫描程序，能接受键盘的输入时钟和数据，区别哪一个键输入，同时解译通码和断码，使用LED灯来显示收到的数据。 课程设计的内容与要求 1、设计内容 （1）系统功能的分析； （2）实现系统功能的实际方案； （3）编写各功能模块的VHDL语言程序； （4）对各功能模块进行编译、综合、仿真、分析； （5）顶层文件设计 （6）对整个系统进行编译、综合、仿真、分析； （7）在CPLD\FPGA实验开发系统试验箱上进行硬件验证； （8）写实验报告； 2、设计要求 （1）按所布置的题目要求，每一位学生独立完成全过程； （2）分模块层次化设计； （3）各功能模块的底层文件必须用VHDL语言设计，顶层文件可用VHDL语言设计，也可以用原理图设计。 实验仪器设备 （1）PC机； （2）QuartusII软件； （3）黑金FPGA实验开发系统，芯片为Cyclone II的EP2C5Q208C8； 设计方案 PS2解码 图1为PS2的接口图。我使用的的右边的PS2接口，即1脚为数据脚，5脚为时钟脚，同时我编写的VHDL代码只对1脚和5脚操作。 图2 PS2协议时序图 图2为PS2协议时序图。由图可以解读出，PS2协议对数据的读取时“CLK的下降沿”有效，而数据的放置时在“CLK的上升沿”。PS2频率比较慢，大概为10KHz。 第N位 属性 0 开始位 1~8 数据位 9 校验位 10 结束位 表1 PS2数据说明 PS2的一帧数据时11位。对PS2进行解码，我们需要得到的是1~8位的数据位。其他的位，可以使用取巧的方法编写。 键盘的编码有“通码（Make）”和“断码（Break）”之分。通码相当于某个按键按下了，断码相当于某个按键释放了。假设，我们按下了“Z”键不放，大约每秒有10个X“1A”的通码（10KHz），而当我们释放“Z”键，就会输出断码X“F0”和X“1A”。同时，键盘编码一次只能有一个输出，即多个按键同时按下时，只有一个有效。 下表为第二套PC键盘扫描码。 键　名 通　码 断　码 - 键　名 通　码 断　码 - 键　名 通　码 断　码 A 1C F0,1C ? 9 46 F0,46 ? [ 54 FO,54 B 32 F0,32 ? ` 0E F0,0E ? INSERT E0,70 E0,F0,70 C 21 F0,21 ? - 4E F0,4E ? HOME E0,6C E0,F0,6C D 23 F0,23 ? = 55 FO,55 ? PG UP E0,7D E0,F0,7D E 24 F0,24 ? \ 5D F0,5D ? DELETE E0,71 E0,F0,71 F 2B F0,2B