Teclado matricial

* Objetivo:
Diseñar un teclado matricial 4x4 utilizando los bloques funcionales vistos en clase, dicho teclado deberá ser implementado usando un bloque de memoria tipo RAM que le permita mostrar datos según la tecla que haya sido oprimida.

* Introducción:
Los teclados matriciales son ensamblados en forma de matriz de 4x4, (para este caso) 16 teclas configuradas en 4 columnas y 4 filas.cuando no se ha oprimido ninguna tecla, ()todos las teclas abiertas) no hay conexión entre renglones y columnas.
Cuando se oprime una tecla se hace una conexión entre la columna y el fila de la tecla.

* En la figura 1 podemos observar el diagrama de bloques respectivo a el teclado matricial 4x4.

Figura 1. Diagrama de bloques del teclado matricial 4x4

* Teclado matricial 4x4
Parala conexión de nuestro teclado utilizamos (16) push button conectándolos en forma de teclado matricial tal y como se muestra en la figura 2. Donde las filas del teclado estarán conectadas cada una a una resistencia 330 Ω de tipo pull up en común a Vcc. Habrá conexión entre filas y columnas, hasta que sea presionada alguna tecla, tanto filas como columnas serán conectadas a bloques funcionales loscuales funcionaran para detectar la tecla que fue oprimida, a continuación mostraremos el funcionamiento de los bloques funcionales para esta función.

Figura 2. Conexiones del teclado matricial

* Como es definida la columna de la tecla que se oprimió
Iniciaremos por definir la columna de la tecla que fue oprimida, para esto utilizaremos un contador de 0 a 3 en binario y undemultiplexor de 2 a 4 líneas (decoder).
Para el contador de 0 a 3 utilizaremos el circuito integrado 7490 conectandolo como se muestra en la figura cadaga, para su funcionamiento se le conecta un pulso de reloj realizado con un c.i. 7414, una resistencia de 1kΩ y un capacitor de 22µf,en la figura 3 se muestran su tabla de estados.

Count | Ouput Q1 | Ouput Q0 |
0 | L | L |
1 | L | H |
2 | H |L |
3 | H | H |

Tabla de estados del contador de 0 a 3.

Las salidas del contador funcionaran como las líneas de selección del Demultiplexer de 2 a 4 líneas, para el cual utilizaremos un 74138, conectándolo de la siguiente manera (figura 4).

Figura 4. Conexiones del decoder.

El demultiplexor dependera de las entradas de selección, distribuye la salida que será activada con un nivelbajo “L”.
Líneas de selección | Salidas |
Q1 Q0 | Y0 Y1 Y2 Y3 |
L L | L H H H |
L H | H L H H |
H L | H H L H |
H H | H H H L |

Tabla de verdad 74138.

Sus salidas son conectadas a las columnas del teclado matricial distribuyendo en las columnas niveles bajos “L”. Después se conecta a las filas una compuerta lógica and de 4entradas (7421) la cual siempre estará activa hasta oprimir una tecla y sea alimentada con un nivel bajo, el cual obtendrá del demultiplexor.
La salida de la compuerta and de 4 entradas es conectada a otra compuerta lógica and de dos entradas (7408) a la cual se le conecta también el pulso de reloj con el que opera el contador, al oprimir una tecla envía un nivel bajo a la AND de dos entradas deesta manera se detiene el conteo del 74190 mostrándonos en sus salidas la combinación de la columna de la tecla que fue oprimida.

* Como definir la fila de la tecla que se oprimió.
Ahora se explica el sistema que se utilizo para definir la fila de la tecla que fue oprimida, para esta sección las filas son conectadas a las entradas de un priority encoder (multiplexer de 4 a 2 lineas, 74148)el cual al ser oprimida una tecla se enviara a el encoder un nivel bajo y este detectara en que fila se oprimió seleccionando la combinación de la tecla que fue oprimida lo conectamos de la siguiente manera (figura 5).

Figura 5. Conexión del Encoder
El Priority Encoder se activara al recibir un nivel bajo en una de sus entradas y así seleccionara la combinación de sus salidas.
De esta...