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空前絕后的“IO口掃鍵”法 電子設計必備良方

0BFC_eet_china ? 來源:未知 ? 作者:李倩 ? 2018-03-10 09:38 ? 次閱讀

在做項目(工程)的時候,我們經常要用到比較多的按鍵,而且IO資源緊張,于是我們就想方設法地在別的模塊中節省IO口,好不容易擠出一兩個IO口,卻發現仍然不夠用,實在沒辦法了就添加一個IC來掃鍵。一個IC雖然價格不高,但對于大批量生產而且產品利潤低的廠家來說,這是一筆不菲的開支!

那,我們能不能想到比較好的掃鍵方法:用最少的IO口,掃最多的鍵?可以嗎?

舉個例:給出5個IO口,能掃多少鍵?有人說是2*3=6個,如圖一:

圖一

對,大部分技術參考書都這么做,我們也經常這樣做:用3個IO口作行掃描,2個IO作列檢測(為方便描述,我們約定:設置某一IO口輸出為“0”――稱其為“掃某IO口”)。用行線輸出掃鍵碼,列線檢測是否有按鍵的查詢方法進行掃鍵。掃鍵流程:在行線依次輸出011,101,110掃鍵值,行線每輸出一個掃鍵值,列線檢測一次。當列線檢測到有按鍵時,結合輸出的掃鍵值可以判斷相應的按鍵。

但是,5個IO真的只能掃6個鍵嗎?有人說可以掃9個,很聰明!利用行IO與地衍生3個鍵(要注意上拉電阻),如圖二:

圖二

掃鍵流程:先檢測3個行IO口,對K1’,K2’,K3’進行掃鍵,之后如上述2*3掃鍵流程。5個IO口能掃9個鍵,夠厲害吧,足足比6個鍵多了1/2!

動動腦,還能不能再多掃幾個?就幾個?一個也行!好,再想一下,硬是被逼出來了!如圖三:

不多不少,正好10個鍵!這種掃鍵方式比較少見吧!漂亮!掃鍵流程:設IO1輸出為“0”,檢測IO2…IO5,若判斷有相應健按下,則可知有健;若無鍵,則繼續掃鍵:設IO2輸出為“0”,檢測IO3,IO4,IO5,判斷有無鍵按下,如此類推。這里應注意:當掃某一IO口(輸出為“0”)時,不要去檢測已經掃過的IO口。如:此時設置IO2輸出為“0”,依次檢測IO3,IO4,IO5,但不要去檢測IO1,否則會出錯(為什么,請思考)。

感覺怎么樣?不錯吧!讓我們再看看圖三,好有成就感!看著,看著……又看到了什么?快!見圖四:

圖四

真強!被您看出20個鍵!多了一個對稱的三角形。可是,像這樣的排列能正確掃20個鍵嗎?回答是肯定的:不能!上下三角形相互對稱,其對稱掃出的鍵無法區別。有沒有注意到分析圖三時提到的注意點?(à“當掃某IO口時,不要去檢測已經掃過的IO口,否則會出錯”)

我們分析一下圖四:當IO1輸出“0”時,按下K11或K11’鍵都能被IO2檢測到,但IO2檢測卻無法區別K11和K11’鍵!同理,不管掃哪個IO口,都有兩個對稱的鍵不能區分。

我們假想,如果能把對稱鍵區分開來,我們就能正常地去判斷按鍵。我們在思考:有沒有單向導通性器件?有!見圖五!

圖五

很巧妙的思路!利用二極管的單向導通性,區別兩個對稱鍵。掃鍵思路:對逐個IO口掃鍵,其他四個IO口可以分別檢測其所在的四個按鍵。這樣,就不會有分析圖三時提到的注意點。

夠酷吧!等等,大家先別滿足現狀,我們再看一下圖二,是不是有點啟發?對,我們再分析一下“用5個IO口對地衍生的5個鍵”。看圖六:

圖六

25個鍵!5個IO口掃出25個鍵!先別激動,我們再分析一下它的可行性,分析通得過才能真正使用。假設掃鍵流程:先掃對地的5個鍵,再如圖五掃鍵。先掃對地5個鍵,判斷沒有按鍵,接著對逐一對IO口進行掃鍵。但當對某一IO口掃鍵時,如果有對地的鍵按下,這時有可能會誤判按鍵,因為對地鍵比其他鍵有更高的響應優先級。例如:掃IO1,IO1輸出“0”,恰好此時K62按下,IO2檢測到有按鍵,那就不能判斷是K11還是K62。我們可以在程序上避免這種按鍵誤判:若IO2檢測到有按鍵,那下一步就去判斷是否有對地鍵按下,如果沒有,那就可以正確地判斷是K11了。

我們小結掃鍵個數S:

S = (N-1)*N + N ――啟用二極管

S = (N-1)*N /2 + N ――省掉二極管

很好很強大,真是學習了,以前都只會搞2*3的,漲姿勢了

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原文標題:空前絕后的“IO口掃鍵”法

文章出處:【微信號:eet-china,微信公眾號:電子工程專輯】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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