МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА” ЗВІТ про виконання лабораторної роботи №7 з дисципліни “Мови опису апаратних засобів” на тему: Проектування сканеру клавіатури із застосуванням діаграм скінчених автоматів для опису об'єктів в САПР Active-HDL Львів 2005 Мета роботи: Вивчити принцип роботи сканера клавіатури. Отримати навички проектування цифрових пристроїв за допомогою скінчених автоматів засобами Active-HDL. Теоретична частина Клавіатура більшості обчислювальних пристроїв змонтована у вигляді прямокутної матриці, у точках перетину рядків і стовбців якої розташовуються кнопочні контакти. Скануючий пристрій, що розробляється, повинен визначати номер елемента матриці, який відповідає натисненій клавіші, і видавати відповідний йому двійковий код.
Сканер працює у двох головних режимах: Режим очікування: На всі рядки матриці клавіатури, які позначені Scan(0), Scan(1), Scan(2), Scan(3) подається логічна одиниця. Всі стовбці матриці клавіатури, позначені Ret(0), Ret(1), Ret(2), Ret(3) мають низький рівень сигналу. Рівень сигналів Ret перевіряється з кожним синхронізуючим імпульсом ClLK, і, якщо один з них змінить своє значення з '0' на '1', це сигналізує про натиснення однієї з клавіш. При цьому сканер переходить в наступний режим. Режим сканування: На рядок Scan(0) подається сигнал високого рівня, а на всі інші рядки - низького рівня. Перевіряється рівень сигналів Ret. Якщо рівень одного з Ret (наприклад, Ret(1)) зміниться з "низького" на "високий", це означає, що було замкнено контакт, який розташований на перетині рядка Scan(0) та стовбця Ret(1). Тобто номер елемента матриці клавіатури, якому відповідає натиснена клавіша, знайдено. Сканер передає цю інформацію у кодер для формування відповідного коду обраної цифри або операції та знову переходить до режиму очікування. Якщо рівень всіх рядків Ret залишається низьким, то проводиться перевірка наступного рядка матриці, і т.д. Приклад роботи сканера у випадку натиснення клавіши '3': № Дії Результати Висновки  1. Scan = "1111" Ret = "0000" Сканер знаходиться в стані очікування.  2. Scan = "1111" Ret = "0010" Одержано інформацію про натиснення клавіши. Сканер переходить в режим сканування.  3. Scan = "0001" Ret = "0000" Натиснена клавіша не знаходиться в першому рядку матриці.  4. Scan = "0010" Ret = "0000" Натиснена клавіша не знаходиться в другому рядку матриці.  5. Scan = "0100" Ret = "0010" Натиснена клавіша знаходиться на перетині третього рядка і другого стовбця матриці.  6. KeyCode = Scan & Ret KeyCode = "01000010" Strobe = '1' Сканер переходить в режим очікування.  Діаграма станів
Текст програми library IEEE; use IEEE.std_logic_1164.all; use IEEE.std_logic_arith.all; use IEEE.std_logic_unsigned.all; entity Diagram1 is port ( clk: in STD_LOGIC; ret: in STD_LOGIC_VECTOR (3 downto 0); keycode: out STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0); strobe: out STD_LOGIC; scan: inout STD_LOGIC_VECTOR (3 downto 0)); end; architecture Diagram1_arch of Diagram1 is -- SYMBOLIC ENCODED state machine: Sreg0 type Sreg0_type is (S0, S1, S2, S3, S4, S5); -- attribute enum_encoding of Sreg0_type: type is ... -- enum_encoding attribute is not supported for symbolic encoding signal Sreg0: Sreg0_type; begin -- concurrent signals assignments -- diagram ACTION ---------------------------------------------------------------------- -- Machine: Sreg0 ---------------------------------------------------------------------- Sreg0_machine: process (clk) begin if clk'event and clk = '1' then -- Set default values for registered outputs/signals and for variables -- ... case Sreg0 is when S0 => scan <= "1111"; keycode <= "00000000"; strobe <= '0'; if ret/="0000" then Sreg0 <= S1; elsif ret="0000" then Sreg0 <= S0; end if; when S1 => scan <= "0001"; if ret="0000" then Sreg0 <= S2; elsif ret/="0000" then Sreg0 <= S5; end if; when S2 => scan <= "0010"; if ret="0000" then Sreg0 <= S3; elsif ret/="0000" then Sreg0 <= S5; end if; when S3 => scan <= "0100"; if ret="0000" then Sreg0 <= S4; elsif ret/="0000" then Sreg0 <= S5; end if; when S4 => scan <= "1000"; if ret="0000" then Sreg0 <= S0; elsif ret/="0000" then Sreg0 <= S5; end if; when S5 => keycode <= scan&ret; strobe <= '1'; if ret="0000" then Sreg0 <= S0; elsif ret/="0000" then Sreg0 <= S5; end if; when others => null; end case; end if; end process; end Diagram1_arch;

Висновок: В ході виконання лабораторної роботи я вивчив принцип роботи сканера клавіатури та отримати навички проектування цифрових пристроїв за допомогою скінчених автоматів засобами Active-HDL