跟着手机及其他便携手持设备的功用不断增加，规划的取舍平衡亦日趋精密。文本信息与网络阅读等盛行功用都要求更多的数据输入，而这关于传统的双音多频 (DTMF) (0-9, #, *) 键盘会比较困难。运用这种键盘要求多端数据输入，输入功率低并且简单犯错。
图 1 – QWERTY 键盘（摩托罗拉 A630）
使文本输入更为便利的一个办法是运用 QWERTY 键盘（见图 1）。这种键盘选用 40 个或更多按键，而 DTMF 手机一般选用 12 个。当然，多出的按键会使手机体积变大，用到的电子组件也更多。
但是，文本信息用户或许愿意以体积交换 QWERTY 键盘，因为文本输入大为简洁了，并且两个大拇指都能够用来输入文本信息或数据。最近，有些手机生产商现已推出了面向文本用户的带 QWERTY 键盘的手机。
数据输入键盘能够用多种办法来规划，并无一定之规。为传统 DTMF 键盘增加更多按键对规划人员提出了应战，本文即评论应对这应战的一种或许解决方案。
QWERTY 构建模块
咱们的解决方案运用 Xilinx® CoolRunner™-II CPLD target=_blank>CPLD；低功耗、小包装及低本钱的特色使其成为此运用的抱负挑选。
将 DTMF 转化为 QWERTY 键盘需求更多按键，然后需求更多通用 I/O (GPIO target=_blank>GPIO)。例如，DTMF 键盘或许只要四行三列，而 QWERTY 键盘或许有多至八行八列。不过，键盘的巨细可根据终端体系的需求而定。
一般，将处理器或 DSP 用作衔接键盘行和列的界面（见图 2）。处理器对行进行扫描，对列进行监控，以检测逻辑改变。当改变产生，即表明用户按下了一个按键。知道被扫描的是哪一行，以及哪一列的状况产生了改变，处理器即可揣度出按下的是哪个按键。
扩展 I/O
规划需求更多 I/O 的键盘时（QWERTY 键盘即为一例），或许会发现现有处理器没有满足的 GPIO。一种或许的解决办法是，把一个 CPLD 用作 I/O 扩展器，然后削减对处理器 I/O 数量的要求。
图 3 在处理器与键盘之间运用了一个 CPLD，其一侧衔接键盘的行/列，另一侧衔接处理器的可用 GPIO。此例中，运用一个 CPLD 后，一个 8 x 8 的键盘所需求的处理器 GPIO 端口的数目与 4 x 4 的键盘相同（实际上还少一个）。假如不运用 CPLD，处理器会需求 16 个 GPIO 端口，而不是 7 个。
扫描与编码
除了削减处理器对 GPIO 的数量要求外，CPLD 还能够承当处理器的某些功用，如：对行进行扫描并对列进行监控以检测状况改变。当用户按键时，CPLD 会间断扫描，并当即生成一个编码字，然后发送给处理器，奉告处理器哪个键按下了。因为运用了编码字来奉告处理器按下了哪个按键，对处理器的 I/O 需求得以减轻。
图 3 – 运用 CoolRunner-II CPLD 扩展 GPIO
在图 3 所示比如中，用 6 个位来代表编码字。6 个位供给 26（即 64）个不同的值，每个值代表一个按键。但是，还必须有一个值代表无按键被准时的状况。因而，在此例中，在不增加又一个 GPIO 的情况下，实际上只要 63 个按键可被代表。
处理器无需扫描键盘，因为这一操作现由 CPLD 履行；不过，处理器仍需监控其 GPIO 上的改变 – 它仅仅不再需求揣度哪个按键被按，因为该信息编码到一个六位字中了。
还需求用到的是开关颤动，这能够安排在 CPLD 中或处理器中，取决于哪个设备有可用资源。在处理器中进行这一操作，可将 CPLD 的巨细和本钱降到最小。
扼要总结此规划示例：CPLD 对键盘进行扫描，检测被按下的按键，然后供给一个编码字供处理器读取并解析。这一功用不只使处理器不用再承当扫描使命，还扩展了 GPIO 的功用。
此规划十分适合于 CoolRunner-II 32 宏单元设备（运用率大约为 75%），留下 25% 空间作他用。此外，此规划还选用了其他一些办法来削减功耗并运用 CoolRunner-II 的节能功用。
CPLD 规划胪陈
要扫描键盘的行，桶式移位寄存器除一位预置为零外，其他一切位均预置为 1。移位寄存器的每一位驱动 CPLD 上的一个输出引脚，后者与键盘的行相连。当移位寄存器开端计不时，零位经过桶式移位器移位，将行逐行置低，以对其进行扫描。键盘的列输入到 CPLD，每个输入都经过一个内部上拉电阻上拉。
当没有按键被准时，CPLD 的一切列输入都被动上拉至逻辑高位。对一切的列输入一同进行“与”操作，这时输出端的逻辑 1 表明没有按键被按。
“与”操作的输出用于发动移位寄存器。当按键被按下时，列与行取得衔接，按下的键地点的列被与该按键相关的行置低。“与”操作的输出将变为零，然后在按键被按下时间断移位寄存器。
图 4 – 模块图
此刻，移位寄存器将按下的键地点的行置低，而该键地点的列亦处于低位。为了使这些信息相关联，运用了两个编码器：一个用于行位（移位寄存器的输出），另一 个用于列输入。两个编码器的输出组合起来，就构成发送给处理器的编码字。图 4 为这一操作的模块图。
结束语
运用 Xilinx CoolRunner-II CPLD，取得的是灵动的规划与低功耗。除了 I/O 扩展之外，CPLD 还能够参加其他“粘合”功用，如：电压转化、I/O 规范转化与输入滞后。
因为 CPLD 为可编程，您能够将同一设备用于不同的键盘和产品，而收高产量低本钱之效。可再编程的特色辅之以简洁易用的规划东西，使您能够对规划进行晚期更改，下降危险。
要了解此运用的概况，请参阅 Xilinx 运用阐明，“运用 CoolRunner-II 完成键盘扫描器”，网址为 www.xilinx.com/bvdocs/appnotes/xapp512.pdf。有关 Xilinx CPLD 的概况，请拜访 www.xilinx.com/cn/cpld/。
