随着手机及其他便携手持装置的功能不断增加，设计的取舍平衡亦日趋精细。文本信息与网络浏览等流行功能都要求更多的数据输入，而这对于传统的双音多频 (DTMF) (0-9, #, *) 键盘会比较困难。使用这种键盘要求多端数据输入，输入效率低而且容易出错。
图 1 – QWERTY 键盘（摩托罗拉 A630）
使文本输入更为方便的一个方法是使用 QWERTY 键盘（见图 1）。这种键盘采用 40 个或更多按键，而 DTMF 手机通常采用 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。
然而，文本信息用户可能乐意以体积换取 QWERTY 键盘，因为文本输入大为
【元器件应用中的使用CPLD实现QWERTY键盘】是现代电子设备设计中针对文本输入需求增加的一种解决方案。随着手机和其他手持设备的功能日益丰富，传统的双音多频（DTMF）键盘已无法满足用户对高效数据输入的需求，尤其是对于频繁发送文本信息和浏览网页的用户。QWERTY键盘因其布局合理、输入效率高而受到青睐，但其多按键设计增加了硬件的复杂性和体积。
QWERTY键盘通常包含40个或更多按键，相比之下，DTMF键盘仅有12个按键。虽然QWERTY键盘的使用会使得设备体积增大，但由于其提高了文本输入的便捷性，许多用户愿意为此妥协。近年来，一些手机制造商已经开始推出带有QWERTY键盘的设备以迎合市场需求。
在实现QWERTY键盘的过程中，设计者面临的主要挑战是如何处理大量按键带来的输入信号。传统的处理方式是通过处理器或数字信号处理器（DSP）直接扫描行和列，但这种方法可能会占用过多的通用输入/输出（GPIO）资源，尤其在需要扩展到8行8列的QWERTY键盘时。
为了解决这个问题，文章提出使用Xilinx CoolRunner-II CPLD（复杂可编程逻辑器件）作为I/O扩展器。CPLD因其低功耗、小尺寸和低成本特性，成为了扩展GPIO的理想选择。通过CPLD，可以将键盘的行/列连接到处理器的有限GPIO端口，减少了对处理器GPIO的需求。例如，使用CPLD后，即使8x8的键盘也能只占用与4x4键盘相同的GPIO端口数量。
CPLD不仅可以扩展GPIO，还能执行键盘扫描和编码功能。它负责监测行扫描和列状态变化，当检测到按键按下时，CPLD会生成一个编码字并传送给处理器，告知处理器具体按下的按键。编码字通常使用几位二进制来代表不同的按键，比如6位编码字可以表示64个按键，减去一个代表无按键状态的值，实际可表示63个按键。
此外，CPLD还可以处理开关抖动问题，避免由于机械开关的瞬间不稳定导致的误触发。处理器仅需关注GPIO端口上的变化，不再需要执行复杂的扫描任务，从而减轻了处理器的负担并提高了系统效率。
总结来说，通过CPLD实现的QWERTY键盘方案，巧妙地解决了大型键盘与处理器GPIO资源限制之间的矛盾，降低了处理器的工作负载，提升了整体系统的性能和用户体验。这种设计在CoolRunner-II 32宏单元的CPLD上实现尤为合适，体现了CPLD在现代电子设计中的灵活性和实用性。
