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【摘要】隨著21世紀(jì)的到來，電子信息行業(yè)將是人類社會的高科技行業(yè)之一，式設(shè)施現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，也是人類通往科技巔峰的直通路。電子行業(yè)的發(fā)展從長遠(yuǎn)來看很重要，但最主要的還是科技問題。行列式鍵盤提高效率進(jìn)行按鍵操作管理有效方法，它可以提高系統(tǒng)準(zhǔn)確性，有利于資源的節(jié)約，降低對操作者本身素質(zhì)的要求。是它能準(zhǔn)時(shí)、實(shí)時(shí)、高效地顯示按鍵信息，以提高工作效率和資源利用率。行列式鍵盤乃是當(dāng)今使用最為廣泛的鍵盤模式之一，該系統(tǒng)以8個(gè)端口連接控制4*4個(gè)按鍵，即時(shí)在LCD數(shù)碼管上。單片機(jī)控制的據(jù)這是鍵盤顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以對不同的按鍵進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，其核心是插上2407主控板的DSP實(shí)驗(yàn)箱和鍵盤矩陣電路部分，主要對按鍵與顯示電路的關(guān)系、矩陣式技術(shù)及設(shè)備系統(tǒng)的硬件、軟件等各個(gè)部分進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。4*4矩陣式鍵盤采用插上2407主控板的DSP實(shí)驗(yàn)箱為核心，主要由矩陣式鍵盤電路、譯碼電路、顯示電路等組成，軟件選用匯編語言編程。單片機(jī)將檢測到的按鍵信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，顯示于LCD顯示器上。該系統(tǒng)靈活性強(qiáng)，易于操作，可靠性高，將會有更廣闊的開發(fā)前景。

一、引言
便攜式嵌入設(shè)備包括各種手持設(shè)備及各種信息家電，在這類產(chǎn)品中既要有實(shí)時(shí)的信號處理能力，又需要有強(qiáng)大的操作控制功能，因此基于DSP芯片的設(shè)計(jì)方案成為這些產(chǎn)品的主流。目前在便攜音頻處理中，TI公司的TMS320VC54x系列應(yīng)用最為廣泛[1]，但是54x系列芯片屬于運(yùn)算高密度型DSP器件，因此其外設(shè)控制能力不強(qiáng)，外部接口很少，給各種擴(kuò)展帶來不便，本文介紹一種新的基于TMS320VC5416的鍵盤顯示擴(kuò)展設(shè)計(jì)方案，利用串行控制的 HD7279A鍵盤顯示擴(kuò)展芯片，僅占用DSP的2個(gè)IO口和1個(gè)中斷，能實(shí)現(xiàn)64鍵鍵盤和64路LED 的控制。

二、總體方案設(shè)計(jì)
1、通過4 * 4的行列式鍵盤，TMS320F2407的8個(gè)I / O口與之相連，用掃描法來進(jìn)行按鍵識別。使行線一直處于高電平，在某一時(shí)刻只讓一條列線處于低電平，而其余列線處于高電平。那么按下鍵的那列電平就會拉成低電平，判斷出哪列為低電平就可以判斷出按鍵號碼。
2、要求正確掌握CCS2000的安裝和調(diào)試方法，以及DSP實(shí)驗(yàn)箱下載調(diào)試的步驟； 2.要求正確掌握鍵盤信號的輸入和DSP I/O的使用； 3.要求鍵盤信號之間的時(shí)序能正確識別和引入。
3、根據(jù)行列式鍵盤的特點(diǎn)，進(jìn)行鍵盤控制系統(tǒng)的整體研究與設(shè)計(jì)；
4、熟練掌握CCS2000軟件的使用，并能夠按要求對設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行仿真，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能；
5、.LCD液晶顯示屏實(shí)時(shí)顯示按鍵的信息；
6、采用軟件編程的方法實(shí)現(xiàn)按鍵信息的提取和顯示。

三、設(shè)計(jì)原理分析
1、設(shè)計(jì)原理
實(shí)驗(yàn)箱上提供一個(gè)4x4的行列式鍵盤。2407的8個(gè)I/O口與之相連，這里按鍵的識別方法是掃描法。鍵被按下時(shí)，與此鍵相連的行線電平將由與此鍵相連的列線電平?jīng)Q定，而行線的電平在無按鍵按下時(shí)處于高電平狀態(tài)。如果讓所有的列線也處于高電平，那么鍵按下與否不會引起行線電平的狀態(tài)變化，始終為高電平。所以，讓所有的列線處于高電平是無法識別出按鍵的。現(xiàn)在反過來，讓所有的列線處于低電平，很明顯，按鍵所在的行電平將被拉成低電平。根據(jù)此行電平的變化，便能判斷此行一定有按鍵被按下，但還不能確定是哪個(gè)鍵被按下。假如是5鍵按下，為了進(jìn)一步判定是哪一列的鍵被按下，可在某一時(shí)刻只讓一條列線處于低電平，而其余列線處于高電平。那么，按下鍵的那列電平就會拉成低電平，判斷出哪列為低電平就可以判斷出按鍵號碼。、
2、實(shí)現(xiàn)設(shè)備

CCS2000具有以下特性：TI編譯器的完全集成的環(huán)境：CCS2000目標(biāo)管理系統(tǒng)，內(nèi)建編輯器，所有的調(diào)試和分析能力集成在一個(gè)Windows環(huán)境中。對c和DSP匯編文件的目標(biāo)管理：目標(biāo)編輯器保持對所有文件及相關(guān)內(nèi)容的跟蹤。它只對最近一次編譯中改變過的文件重新編譯，以節(jié)省編譯時(shí)間。高集成的編輯器調(diào)整C和DSP匯編代碼：CCS2000的內(nèi)建編輯器支持C和匯編文件的動(dòng)態(tài)語法加亮顯示。使用戶能很容易地閱讀代碼和當(dāng)場發(fā)現(xiàn)語法錯(cuò)誤,對編輯和調(diào)試時(shí)的后臺編輯：用戶在使用編譯器和匯編器時(shí)沒有必要退出系統(tǒng)到DOS環(huán)境中，因?yàn)镃CS2000會自動(dòng)將這些工具裝載在它的環(huán)境中。在其窗口中，錯(cuò)誤會加亮顯示只要雙擊錯(cuò)誤就可以直接到達(dá)出錯(cuò)處。PDM允許將命令傳播給所有的或選擇的處理器。在任何算法點(diǎn)觀察信號的圖形窗口探針，圖形顯示窗口使用戶能夠觀察時(shí)域或頻域內(nèi)的信號。

2.2、插上2407主控板的DSP實(shí)驗(yàn)箱；（仿真器模塊，顯示控制模塊，DSP評估板模塊，行列式鍵盤模塊）

ICETEK-LF2407-A板是一塊很獨(dú)立的目標(biāo)板，它非常適合檢驗(yàn)LF2407DSP的性能，此外，本目標(biāo)板提供了LF240x系列芯片進(jìn)行擴(kuò)展和運(yùn)行軟件的標(biāo)準(zhǔn)平臺。 ICETEK-LF2407-A板使用了TMS320LF2407DSP芯片，兼容所有LF2407的使用代碼，它具有2.5K字節(jié)的片上數(shù)據(jù)存儲器，128K板上存儲器，片上UART，DAC7625模數(shù)轉(zhuǎn)換器。此EVM板還提供了DSP的擴(kuò)展引腳，方便了用戶外搭所需電路。許多用戶接口可利用簡單的代碼進(jìn)行擴(kuò)展，從而縮短了調(diào)試時(shí)間。 ICETEK-LF2407-A 板功能：它主要的接口包括目標(biāo)存儲器接口、模擬接口、CAN總線接口、并口、用戶指示燈和開關(guān)、外部擴(kuò)展接口。

LF2407提供了128K的靜態(tài)存儲器，外部I/O口支持相應(yīng)的64k I/O端口，片上的CAN總線和RS232端口可用做擴(kuò)展連接。

五、總結(jié)和體會

通過本次CCS2000環(huán)境下矩陣鍵盤掃描LCD顯示的仿真實(shí)驗(yàn)，讓我了解并熟悉了CCS2000軟件的安裝和調(diào)試方法，DSP實(shí)驗(yàn)箱下載調(diào)試的步驟以及CCS環(huán)境下的DSP的匯編語言程序編寫方法，對于液晶顯示模塊控制程序的編寫和矩陣鍵盤的信號識別原理也有了更深的認(rèn)識，對今后DSP的進(jìn)一步學(xué)習(xí)奠定了應(yīng)用基礎(chǔ)。運(yùn)行程序后，在按下鍵盤上的按鍵時(shí)，會顯示相對應(yīng)的鍵號（鍵號為：0-9、A-D、#、* 共十六的鍵號），其顯示是通過液晶顯示器顯示出來。了解了4*4矩陣鍵盤的設(shè)定及其IO口的配置方式，進(jìn)一步掌握用匯編語言編寫DSP程序的方法，及編譯、除錯(cuò)能力。

#include "tms320uc5402.h"
ioport short port8002; //寫lcd指令地址
ioport short port8003; //寫lcd數(shù)據(jù)地址
unsigned int p;
char send_buff=0x00;
char rece_buff=0x00;
unsigned int data_buff=0x0000;
void sys_ini() //系統(tǒng)初始化子程序
{
/*全局禁止所有可屏蔽中斷*/
asm(" ssbx INTM");
/*(DRAM映射到程序空間和數(shù)據(jù)空間)向量表映射到0x0080空間*/
PMST&=0x00FF;
/*io空間7個(gè)等待周期，程序與數(shù)據(jù)空間0個(gè)等待周期*/
SWWSR=0x7000;
/*設(shè)置pll為div模式*/
CLKMD=0x0000;
/*等待設(shè)置完成*/
while(CLKMD==0x0001);
{
}
/*CLKOUT=(3+1)*CLKIN=40M,自動(dòng)延時(shí)最長時(shí)間*/
CLKMD=0x37FA;
/*CLKOUT=(1+1)*CLKIN=20M,自動(dòng)延時(shí)最長時(shí)間*/
//CLKMD=0x17FA;
}
void delay_ms() //延時(shí)40ms
{
unsigned int k;
for(k=0;k<60000;k++);
}
void delay_us() //延時(shí)100us
{
unsigned int k;
for(k=0;k<200;k++);
}
void delay(int number)
{
unsigned int i,k;
for(i=0;i<50;i++);
for(k=0;k<number;k++);
}
void McBSP1_ini() //初始化多通道緩存串口1為通用IO
{
/*復(fù)位多通道串口0的接收*/
SPSA2=SPCR1;
SPSD2=0x0000;
/*復(fù)位多通道串口0的發(fā)送*/
SPSA2=SPCR2;
SPSD2=0x0000;
/*定義CLKXM腳為io輸出腳初始值0，BFSX腳為io輸出腳初始值1，CLKRM腳為io輸出腳初始值1*/
SPSA2=PCR;
SPSD2=0x3B09;
}
void lcd_show(char a[])
{
int x;
char * string=a; for(x=0;x<strlen(a);x++)
{
port8003=* string;
string++;
delay_us();
}
}
void lcd_ini()
{
delay_ms(); //延時(shí)40ms
port8002=0x0030; //8位控制界面,基本指令集
delay_us();
port8002=0x0030; //8位控制界面,基本指令集
delay_us();
port8002=0x000C; //整體顯示，顯示游標(biāo) ,顯示游標(biāo)位置
delay_us();
port8002=0x0001; //清除顯示
delay_ms();
port8002=0x0006; //光標(biāo)右移
delay_us();
}
void int3_ini() //中斷3初始化子程序
{
/*使能外部中斷3*/
IMR=0x0100;
/*清除所有中斷標(biāo)志位*/
IFR=0xFFFF;
/*全局使能可屏蔽中斷*/
asm(" rsbx INTM");
}
void delay_8us() //延時(shí)8us子程序
{
unsigned int i;
for(i=0;i<30;i++);
}
void delay_50us() //延時(shí)50us子程序
{
unsigned int j;
for(j=0;j<170;j++);
}
void delay_25ms() //延時(shí)25ms子程序
{
unsigned int k;
for(k=0;k<50000;k++);
for(k=0;k<45000;k++);
}
void delay_long() //長延時(shí)子程序
{
unsigned int n,s;
for(n=0;n<6000;n++)
for(s=0;s<600;s++）；
}
void cs_high() //7279cs置高子程序
{
SPSA2=PCR;
SPSD2|=0x0001;
}
void cs_low() //7279cs置高子程序
{
SPSA2=PCR;
SPSD2&=0xFFFE;
}
void send()
{
unsigned int m;
cs_low();
delay_50us();
for(m=0;m<8;m++)
{
SPSA2=PCR;
switch(send_buff&0x80)
{
/*7279data置低*/
case 0x00:SPSD2&=0xFFF7;break;
/*7279data置高*/
case 0x80:SPSD2|=0x0008;
}
/*7279clk置高*/
SPSA2=PCR;
SPSD2|=0x0002;
delay_8us();
/*7279clk置低*/
SPSA2=PCR;
SPSD2&=0xFFFD;
delay_8us();
send_buff<<=1;
}
}
void receive()
{
unsigned int s;
/*將BFSX腳配置為io輸入腳*/
SPSA2=PCR;
SPSD2&=0xF7FF;
/*7279發(fā)數(shù)據(jù)*/
asm(" rsbx xf");
delay_50us();
for(s=0;s<8;s++)
{
/*7279clk置高*/
SPSA2=PCR;
SPSD2|=0x0002;
delay_8us();
SPSA2=PCR;
data_buff=data_buff|((SPSD2&0x0008)<<(12-s));//讀BFSX引腳數(shù)據(jù);
/*7279clk置低*/
SPSA2=PCR;
SPSD2&=0xFFFD;
delay_8us();
}
rece_buff=data_buff>>8;
/*清除data_buff*/
data_buff=0x0000;
/*將BFSX腳配置為io輸出腳*/
SPSA2=PCR;
SPSD2|=0x0800;
/*7279收數(shù)據(jù)*/
asm(" ssbx xf");
}
interrupt void int3()
{
char b[]="a ";
/*讀鍵值指令*/
send_buff=0x15;
send();
receive();
/*數(shù)據(jù)左移指令*/
send_buff=0xA1;
send();
send_buff=0xC8;
send();
/*將接收到的鍵值送顯示*/
send_buff=rece_buff;
//send();
if (rece_buff>=10)
{
b[0]=rece_buff+30+30+30-42+7;}
// return;
else
b[0]=rece_buff+30+30+30-42;//-43-7;
//b[1]=' ';
lcd_show(b);
delay(10000);
delay(10000);
// delay(10000);
// delay(10000);
// delay(10000);
// delay(10000);
port8002=0x0001; //清除顯示
delay(6000);
lcd_show(b);
return;
void main(void)
{
sys_ini();
McBSP1_ini();
int3_ini();
lcd_ini();
delay_25ms();
/*測燈指令*/
// send_buff=0x00;
//send();
//delay_long();
// delay_long();
/*清除指令*/
send_buff=0xA4;
send();
/*送出數(shù)據(jù)0x00~0x0F*/
//for(p=0;p<3;p++)
//{
// send_buff=0xC8;
// send();
// send_buff=p;
//send();
// delay_long();
/*數(shù)據(jù)左移指令*/
// send_buff=0xA1;
//send();
// }
/*清除指令*/
send_buff=0xA4;
send();
cs_high();
for(;;);
}
}

復(fù)制代碼

/*
;* 文件名稱 : keyboard.c
;* 適用平臺 : EXPIII+實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
;* CPU類型 : DSP TMS320VC54X
;* 軟件環(huán)境 : CCS3.1 (5000系列)
;* 試驗(yàn)接線 : 1、實(shí)驗(yàn)箱的撥碼開關(guān)SW2.4置OFF（54x的譯碼有效）；54x CPU板的跳線J2的1、2短接
;* （HPI 8位模式）；SW1的2、6置ON，其余置OFF（HPI使能；DSP工作微處理器方式；
;* CPU_CS=0）；SW2全部置ON（FLASH工作在數(shù)據(jù)空間，LED燈D5的工作狀態(tài)處于滅狀態(tài)）；
;* 2、SW2的sw2=OFF，sw1=OFF；對應(yīng)2X的pdpintb和5X的int3中斷分配給鍵盤中斷使用；
;* 語音小板的撥碼開關(guān)全部置OFF；
;* 試驗(yàn)現(xiàn)象 : LED全部點(diǎn)亮后，LED13和LED14顯示出0123456789等字符，并逐漸左移，直到"F"出現(xiàn)后，
;* LED 全部變暗。此時(shí)按鍵，便可從LED13和LED14上顯示出123456789等按鍵對應(yīng)的鍵值，
;* 每個(gè)鍵對應(yīng)一個(gè)數(shù),當(dāng)按下一鍵時(shí)LED就會顯示出相對應(yīng)的數(shù)，且向左移動(dòng)一位。
;*************************************************************/
/************************文件預(yù)處理***************************/
#include "tms320uc5402.h"
/*************************************************************/
ioport short port8002; //寫lcd指令地址
ioport short port8003; //寫lcd數(shù)據(jù)地址
/********************全局變量定義與初始化*********************/
unsigned int p;
char send_buff=0x00;
char rece_buff=0x00;
unsigned int data_buff=0x0000;
/*************************************************************/
/*******************函數(shù)、子程序聲明與定義********************/
void sys_ini() //系統(tǒng)初始化子程序
{
/*全局禁止所有可屏蔽中斷*/
asm(" ssbx INTM");
/*(DRAM映射到程序空間和數(shù)據(jù)空間)向量表映射到0x0080空間*/
PMST&=0x00FF;
/*io空間7個(gè)等待周期，程序與數(shù)據(jù)空間0個(gè)等待周期*/
SWWSR=0x7000;
/*設(shè)置pll為div模式*/
CLKMD=0x0000;
/*等待設(shè)置完成*/
while(CLKMD==0x0001);
{
}
/*CLKOUT=(3+1)*CLKIN=40M,自動(dòng)延時(shí)最長時(shí)間*/
CLKMD=0x37FA;
/*CLKOUT=(1+1)*CLKIN=20M,自動(dòng)延時(shí)最長時(shí)間*/
//CLKMD=0x17FA;
}
void delay_ms() //延時(shí)40ms
{
unsigned int k;
for(k=0;k<60000;k++);
}
void delay_us() //延時(shí)100us
{
unsigned int k;
for(k=0;k<200;k++);
}
void delay(int number)
{
unsigned int i,k;
for(i=0;i<50;i++);
for(k=0;k<number;k++);
}
void McBSP1_ini() //初始化多通道緩存串口1為通用IO
{
/*復(fù)位多通道串口0的接收*/
SPSA2=SPCR1;
SPSD2=0x0000;
/*復(fù)位多通道串口0的發(fā)送*/
SPSA2=SPCR2;
SPSD2=0x0000;
/*定義CLKXM腳為io輸出腳初始值0，BFSX腳為io輸出腳
初始值1，CLKRM腳為io輸出腳初始值1*/
SPSA2=PCR;
SPSD2=0x3B09;
}
void lcd_show(char a[])
{
int x;
char * string=a;
for(x=0;x<strlen(a);x++)
{
port8003=* string;
string++;
delay_us();
}
}
void lcd_ini()
{
delay_ms(); //延時(shí)40ms
port8002=0x0030; //8位控制界面,基本指令集
delay_us();
port8002=0x0030; //8位控制界面,基本指令集
delay_us();
port8002=0x000C; //整體顯示，顯示游標(biāo) ,顯示游標(biāo)位置
delay_us();
port8002=0x0001; //清除顯示
delay_ms();
port8002=0x0006; //光標(biāo)右移
delay_us();
}
void int3_ini() //中斷3初始化子程序
{
/*使能外部中斷3*/
IMR=0x0100;
/*清除所有中斷標(biāo)志位*/
IFR=0xFFFF;
/*全局使能可屏蔽中斷*/
asm(" rsbx INTM");
}
void delay_8us() //延時(shí)8us子程序
{
unsigned int i;
for(i=0;i<30;i++);
}
void delay_50us() //延時(shí)50us子程序
{
unsigned int j;
for(j=0;j<170;j++);
}
void delay_25ms() //延時(shí)25ms子程序
{
unsigned int k;
for(k=0;k<50000;k++);
for(k=0;k<45000;k++);
}
void delay_long() //長延時(shí)子程序
{
unsigned int n,s;
for(n=0;n<6000;n++)
{
for(s=0;s<600;s++)
{
}
}
}
void cs_high() //7279cs置高子程序
{
SPSA2=PCR;
SPSD2|=0x0001;
}
void cs_low() //7279cs置高子程序
{
SPSA2=PCR;
SPSD2&=0xFFFE;
}
void send()
{
unsigned int m;
cs_low();
delay_50us();
for(m=0;m<8;m++)
{
SPSA2=PCR;
switch(send_buff&0x80)
{
/*7279data置低*/
case 0x00:SPSD2&=0xFFF7;break;
/*7279data置高*/
case 0x80:SPSD2|=0x0008;
}
/*7279clk置高*/
SPSA2=PCR;
SPSD2|=0x0002;
delay_8us();
/*7279clk置低*/
SPSA2=PCR;
SPSD2&=0xFFFD;
delay_8us();
send_buff<<=1;
}
}
void receive()
{
unsigned int s;
/*將BFSX腳配置為io輸入腳*/
SPSA2=PCR;
SPSD2&=0xF7FF;
/*7279發(fā)數(shù)據(jù)*/
asm(" rsbx xf");
delay_50us();
for(s=0;s<8;s++)
{
/*7279clk置高*/
SPSA2=PCR;
SPSD2|=0x0002;
delay_8us();
SPSA2=PCR;
data_buff=data_buff|((SPSD2&0x0008)<<(12-s));//讀BFSX引腳數(shù)據(jù);
/*7279clk置低*/
SPSA2=PCR;
SPSD2&=0xFFFD;
delay_8us();
}
rece_buff=data_buff>>8;
/*清除data_buff*/
data_buff=0x0000;
/*將BFSX腳配置為io輸出腳*/
SPSA2=PCR;
SPSD2|=0x0800;
/*7279收數(shù)據(jù)*/
asm(" ssbx xf");
}
/*************************************************************/
/*****************中斷服務(wù)子程序聲明與定義********************/
interrupt void int3()
{ char b[]="a ";
/*讀鍵值指令*/
send_buff=0x15;
send();
receive();
/*數(shù)據(jù)左移指令*/
send_buff=0xA1;
send();
send_buff=0xC8;
send();
/*將接收到的鍵值送顯示*/
send_buff=rece_buff;
//send();
if (rece_buff>=10)
{
b[0]=rece_buff+30+30+30-42+7;}
// return;
else
b[0]=rece_buff+30+30+30-42;//-43-7;
//b[1]=' ';
lcd_show(b);
delay(10000);
delay(10000);
// delay(10000);
// delay(10000);
// delay(10000);
// delay(10000);
port8002=0x0001; //清除顯示
delay(6000);
lcd_show(b);
return;
}
/*************************************************************/
/**************************主程序*****************************/
void main(void)
{
sys_ini();
McBSP1_ini();
int3_ini();
lcd_ini();
delay_25ms();
/*測燈指令*/
// send_buff=0x00;
//send();
//delay_long();
// delay_long();
/*清除指令*/
send_buff=0xA4;
send();
/*送出數(shù)據(jù)0x00~0x0F*/
//for(p=0;p<3;p++)
//{
// send_buff=0xC8;
// send();
// send_buff=p;
//send();
// delay_long();
/*數(shù)據(jù)左移指令*/
// send_buff=0xA1;
//send();
// }
/*清除指令*/
send_buff=0xA4;
send();
cs_high();
for(;;);
/* char b[]="玉林師范學(xué)院";
sys_ini();
……………………
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復(fù)制代碼

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