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《電子信息課程報告-ps2鍵盤接口設(shè)計與vga顯示控制》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、電子信息工程專業(yè)綜合設(shè)計(報告)(課程設(shè)計)題目PS/2鍵盤接口設(shè)計與VGA顯示控制二級學(xué)院電子信息及自動化學(xué)院專業(yè)電子信息工程班級110070201學(xué)生姓名唐建華學(xué)號11007990224指導(dǎo)教師包明、黃麗雯時間2013.9.23-10.18第21頁共21頁題目:PS/2鍵盤接口設(shè)計與VGA顯示控制摘要:鍵盤是嵌入式系統(tǒng)的最重要的輸入設(shè)備之一,是實現(xiàn)人機(jī)交互的重要途徑。標(biāo)準(zhǔn)PS/2鍵盤接口協(xié)議簡單,在系統(tǒng)中占用資源少,高可靠性,表達(dá)信息量大。本設(shè)計依據(jù)PS/2的通信時序,利用硬件描述語言來設(shè)計鍵盤的輸入識別電路,并在FPGA上實現(xiàn)。VGA(VideoGraphicsArray)即視頻圖
2、形陣列,具有分辨率高、顯示速率快、顏色豐富等優(yōu)點,通過VGA與顯示器進(jìn)行通信。本設(shè)計通過FPGA對RGB信號、行信號、場信號的控制,參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),實現(xiàn)對VGA的控制。本次設(shè)計運用了QuartusII軟件平臺,VHDL、VerilogHDL結(jié)合使用,經(jīng)過對整個設(shè)計系統(tǒng)的編譯、仿真、測試?;具_(dá)到了本次設(shè)計的目的與要求。關(guān)鍵詞:PS/2鍵盤接口VGAFPGA硬件描述語言一、引言隨著計算機(jī)工業(yè)的發(fā)展,作為計算機(jī)最常用輸入設(shè)備的鍵盤也不斷發(fā)展,由最早的IBMPC/XT鍵盤及其接口標(biāo)準(zhǔn),發(fā)展為市面上的PS/2鍵盤。PS/2通信協(xié)議是一種雙向同步通信協(xié)議。通信的兩端通過Clock(時鐘腳)同步,并通
3、過Data(數(shù)據(jù)腳)交換數(shù)據(jù)。采用FPGA將鍵盤輸入字符碼轉(zhuǎn)換為ASCⅡ碼,利于其他模塊的應(yīng)用。VGA(視頻圖形陣列)作為一種標(biāo)準(zhǔn)的顯示接口得到廣泛的應(yīng)用。利用FPGA產(chǎn)生的同步脈沖信號、列同步脈沖信號與RGB三色信號驅(qū)動VGA顯示器,將PS/2鍵盤輸入的字符顯示在VGA顯示器上面。二、方案設(shè)計及工作原理方案設(shè)計:本電路總共分為分頻模塊、PS/2鍵盤輸入模塊、VGA驅(qū)動模塊和字符碼轉(zhuǎn)換模塊。各模塊之間的關(guān)系如下圖所示:第21頁共21頁分頻模塊PS2鍵盤輸入VGA驅(qū)動字符碼轉(zhuǎn)換VGA顯示50MHz時鐘總原理圖工作原理:對鍵盤按鍵進(jìn)行掃描,采集按鍵的掃描碼,通過外部字符轉(zhuǎn)換程序,將掃描碼轉(zhuǎn)化
4、為ASCII碼,送入VGA驅(qū)動,進(jìn)行字符的VGA顯示??侭DF圖一、各功能模塊設(shè)計和仿真第21頁共21頁分頻電路:PLL分頻輸出只需要兩個時鐘頻率,本設(shè)計電路需要25Mhz、65Mhz兩個時鐘信號。所以采用創(chuàng)建新模塊PLL將50Mhz的總時鐘分為25Mhz和65Mhz的時鐘信號為鍵盤、VGA提供時鐘信號。如圖C0為KEYBARD部分提供時鐘信號,C1為TRANSFORM與VGA提供時鐘信號。原理圖如圖示:PS/2鍵盤輸入電路:本試驗使用PS/2鍵盤,其接口規(guī)范定義如下:PS/2鍵盤都采取雙向串行同步傳輸方式。雙向式指既可以發(fā)送數(shù)據(jù)到主機(jī),主機(jī)也可以發(fā)送數(shù)據(jù)到設(shè)備。串行指的是每次數(shù)據(jù)線上發(fā)
5、送一位數(shù)據(jù)也要在時鐘線上發(fā)一個脈沖數(shù)據(jù)才能被讀入,在整個時鐘脈沖作用下同步地收發(fā)數(shù)據(jù)。本實驗只使用鍵盤到主機(jī)的通信。FPGA接收PS/2鍵盤發(fā)送一個字節(jié)可按下面的步驟進(jìn)行:第21頁共21頁(1)時鐘線電平,如果時鐘線由高變低,則表示時鐘線的下降沿到來。(2)檢測數(shù)據(jù)線在時鐘線的下降沿時是否為低,如果是則表示PS/2鍵盤有數(shù)據(jù)發(fā)送。(3)在下8個時鐘線下降沿按從低位到高位接收數(shù)據(jù)。(4)在第十個時鐘線下降沿接受奇校驗位。(5)在第11個下降沿,如果數(shù)據(jù)線為高表示停止位,一幀數(shù)據(jù)接收結(jié)束。時序如下圖所示:數(shù)據(jù)格式:從鍵盤/鼠標(biāo)發(fā)送到主機(jī)的數(shù)據(jù)是在時鐘的下降沿時被讀取,而從主機(jī)發(fā)送到鍵盤/鼠標(biāo)
6、是在時鐘的上升沿時被讀取。主機(jī)要傳送的數(shù)據(jù)包含了11~12位,組成一幀數(shù)據(jù),格式如下:1個起始位總是邏輯08個數(shù)據(jù)位(LSB)低位在前1個校奇偶驗位奇校驗1個停止位總是邏輯11個應(yīng)答位僅用在主機(jī)對設(shè)備的通訊中表1鍵盤收發(fā)數(shù)據(jù)格式PS/2鍵盤設(shè)計電路PS/2鍵盤輸入電路,是用25Mhz的系統(tǒng)時鐘對鍵盤按鍵進(jìn)行掃描,讀取某一個鍵其斷碼值。在PS/2的鍵盤時鐘上升沿捕獲進(jìn)程,與此同時PS/2的數(shù)據(jù)端口將停止位,奇偶校驗位,和按下鍵的斷碼,傳送到數(shù)據(jù)總線上,便于VGA顯示器讀取。這里采用接收PS/2鍵盤按鍵彈起來斷碼中的通碼,其數(shù)據(jù)處理過程如下:第21頁共21頁-----------------
7、--------------------------------------------------------------process(clk)--對接收到的ps/2鍵盤數(shù)據(jù)分析處理beginif(clk'eventandclk='1')thenif(cnt=8)thenif(shiftdata="11110000")thenflag<='1';--接收到斷碼的“F0”,則表示有鍵彈起,否則表示有按鍵按下elseflag<='0