lab 4.1

การทดลองที่ 4.1

การสร้างวงจรดิจิทัลเพื่ออ่านค่าจาก keypad 4x4 และแสดงผล

วิธีการทดลอง

1) สร้างวงจรดิจิทัลเพื่ออ่านค่าจาก 4x4 keypad แล้วแสดงผลด้วย LEDs
2) สร้างวงจรดิจิทัลเพื่อส่งตัวอักษร 'a' ผ่าน UART ไปยังคอมพิวเตอร์ เมื่อกดปุ่มแล้วปล่อยในแต่ละครั้ง โดยใช้ค่า baudrate เท่ากับ 9600 (เน้นส่งข้อมูลไบต์จาก FPGA ไปยังคอมพิวเตอร์เท่านั้น ยังไม่ต้องรับข้อมูล)
3) ใช้ IP core สำหรับ 16x2 LCD ที่มีอยู่บนบอร์ด FPGA เพื่อแสดงข้อความ "Hello World!"

รายการอุปกรณ์

1. บอร์ด FPGA (Altra WARRIOR CYCLONE 3 EP3C10E144C)              1 บอร์ด

2. Byte Blaster II Cable หรือ USB Blaster Cable                                         1 ชุด
3. 4x4 keypad                                                                                               1 ชุด
4.เครื่องคอมพิวเตอร์                                                                                     1 เครื่อง

แนวทางการออกแบบ

         การแสดงค่าที่ได้จากการอ่านค่า keypad จะต้องกำหนดตัวแปรเพื่อทำหน้าที่ตรวจสอบว่าปุ่มใดบน keypad ถูกกด โดยทำการวน loop เช็กตาม row และ column เมื่อปุ่มถูกกด FPGA ก็จะรับข้อมูลมาแสดงด้วย LEDs เป็นเลขฐานสอง

โค้ด VHDL

library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_arith.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity keypad is port( clk : in std_logic; pb_in : in std_logic_vector (0 to 3); keypad_row : out std_logic_vector (0 to 3); outp : out std_logic_vector (7 downto 0) ); end keypad; architecture behave of keypad is type state is (S0,S1,S2,S3); signal Next_state : state := S0; --signal ROW : std_logic_vector (0 to 3):="0000"; signal counter,i : integer :=0; signal pre_outp : std_logic_vector(7 downto 0):="00000000"; begin process (clk) begin if rising_edge(clk) then case Next_state is when S0 => counter <= counter+1; if counter < 500000 then keypad_row <= "1000"; else for i in 0 to 3 loop if pb_in(i) = '1' then if(i=0) then pre_outp <= "00000001"; elsif(i=1) then pre_outp <= "00000010"; elsif(i=2) then pre_outp <= "00000011"; else pre_outp <= "00001100"; end if; end if; end loop; counter <= 0; Next_state <= S1; end if; when S1 => counter <= counter+1; if counter < 500000 then keypad_row <= "0100"; else for i in 0 to 3 loop if pb_in(i) = '1' then if(i=0) then pre_outp <= "00000100"; elsif(i=1) then pre_outp <= "00000101"; elsif(i=2) then pre_outp <= "00000110"; else pre_outp <= "00001101"; end if; end if; end loop; counter <= 0; Next_state <= S2; end if; when S2 => counter <= counter+1; if counter < 500000 then keypad_row <= "0010"; else for i in 0 to 3 loop if pb_in(i) = '1' then if(i=0) then pre_outp <= "00000111"; elsif(i=1) then pre_outp <= "00001000"; elsif(i=2) then pre_outp <= "00001001"; else pre_outp <= "00001110"; end if; end if; end loop; counter <= 0; Next_state <= S3; end if; when S3 => counter <= counter+1; if counter < 500000 then keypad_row <= "0001"; else for i in 0 to 3 loop if pb_in(i) = '1' then if(i=0) then pre_outp <= "00001010"; elsif(i=1) then pre_outp <= "11000000"; elsif(i=2) then pre_outp <= "00001011"; else pre_outp <= "00001111"; end if; end if; end loop; counter <= 0; Next_state <= S0; end if; end case; end if; end process; outp <= pre_outp; end behave;

ผลการทดลอง

1.1 แสดงผลผ่าน LED

รูปการต่อวงจร