Implementing Keypad Scanners with CoolRunner-II

Implementing  Keypad  Scanners  with  CoolRunner-IIThis  application  note  provides  a  functional  des  cription  of  Verilog  source  code  for  a  keypadscanner.  The  code  is  used  to  target  the  lowest  density,  32-macrocell  CoolRunnerTM-IIXC2C32A  CPLD  device  in  a  CP56  package  (6  mm  x  6  mm).  The  keypad  accommodated  in  thisdesign  has  8  rows  and  8  columns.  The  design  can  easily  be  scaled  to  target  keypads  with  moreor  less  rows/columns.  For  instance,  a  keypad  with  7  rows  and  7  columns  would  allow  thedesign  to  fit  in  the  smallest  QFG32  package  (5  mm  x  5  mm).  To  obtain  the  Verilog  source  codedescribed  in  this  document,  see  “Verilog  Code,”  page  4,  for  instructions.As  handheld  devices  such  as  cell  phones  pack  more  and  more  features  into  them,  they  requiremore  effective  ways  of  entering  data.  Most  cell  phones,  for  example,  use  the  standard  DTMFstyle  keypad  and  a  multi-tap  process  to  enter  alphanumeric  data;  however,  for  larger  amountsof  data  multi-tapping  becomes  cumbersome.  More  and  more  high-end  phones  are  thereforeemploying  QWERTY  keypads  that  make  entering  data  easier  and  quicker.Going  from  a  DTMF  to  a  QWERTY  keypad  requires  more  I/O.  For  instance,  a  DTMF  keypadmight  have  4  rows  and  3  columns,  where  a  QWERTY  keypad  might  have  8  rows  and  8columns.  This  can  vary  depending  on  the  requirements.Typically,  a  processor  (or  ASIC)  is  used  to  interface  to  the  keypad’s  rows  and  columns.  Theprocessor  scans  the  rows  and  monitors  the  columns  for  a  logic  change.  When  a  changeoccurs,  it  indicates  that  one  of  the  buttons  in  that  column  was  pressed.  By  knowing  which  rowwas  being  scanned,  and  which  column  changed  state,  the  processor  can  deduce  whichspecific  button  was  pushed.  Additional  functions  such  as  debounce  are  also  typicallyemployed.  Figure  1  shows  how  a  simple  4  x  4  keypad  uses  8  GPIO  of  a  processor.