IO口掃鍵應用電路設計盤(pán)點(diǎn)TOP6 —電路圖天天讀（253）

　　在做項目工程的時(shí)候，我們經(jīng)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(gè)IO 口，卻發(fā)現仍然不夠用，實(shí)在沒(méi)辦法了就添加一個(gè)IC來(lái)掃鍵。一個(gè)IC雖然價(jià)格不高，但對于大批量生產(chǎn)而且產(chǎn)品利潤低的廠(chǎng)家來(lái)說(shuō)，這是一筆不菲的開(kāi)支！那么，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(gè)例：給出5個(gè)IO口，能掃多少鍵？有人說(shuō)是2*3＝6個(gè)，如圖一：

　　對，大部分技術(shù)參考書(shū)都這么做，我們也經(jīng)常這樣做：用3個(gè)IO口作行掃描，2個(gè)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(chēng)其為“掃某IO口”）。用行線(xiàn)輸出掃鍵碼，列線(xiàn)檢測是否有按鍵的查詢(xún)方法進(jìn)行掃鍵。掃鍵流程：在行線(xiàn)依次輸出011，101，110掃鍵值，行線(xiàn)每輸出一個(gè)掃鍵值，列線(xiàn)檢測一次。當列線(xiàn)檢測到有按鍵時(shí)，結合輸出的掃鍵值可以判斷相應的按鍵。但是，5個(gè)IO真的只能掃6個(gè)鍵嗎？有人說(shuō)可以?huà)?個(gè)，很聰明！利用行IO與地衍生3個(gè)鍵（要注意上拉電阻），如圖二：

　　掃鍵流程：先檢測3個(gè)行IO口，對K1’，K2’，K3’進(jìn)行掃鍵，之后如上述2*3掃鍵流程。5個(gè)IO口能掃9個(gè)鍵，夠厲害吧，足足比6個(gè)鍵多了1/2！動(dòng)動(dòng)腦，還能不能再多掃幾個(gè)？就幾個(gè)？一個(gè)也行！好，再想一下，硬是被逼出來(lái)了！如圖三：

　　不多不少，正好10個(gè)鍵！這種掃鍵方式比較少見(jiàn)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??；若無(wú)鍵，則繼續掃鍵：設IO2輸出為“0”，檢測IO3，IO4，IO5，判斷有無(wú)鍵按下，如此類(lèi)推。這里應注意：當掃某一IO口（輸出為“0”）時(shí)，不要去檢測已經(jīng)掃過(guò)的IO口。如：此時(shí)設置IO2輸出為“0”，依次檢測IO3，IO4，IO5，但不要去檢測IO1，否則會(huì )出錯（為什么，請思考）。感覺(jué)怎么樣？不錯吧！讓我們再看看圖三，好有成就感！看著(zhù)，看著(zhù)……又看到了什么？快！見(jiàn)圖四：

　　真強！被您看出20個(gè)鍵！多了一個(gè)對稱(chēng)的三角形?？墒?，像這樣的排列能正確掃20個(gè)鍵嗎？回答是肯定的：不能！上下三角形相互對稱(chēng)，其對稱(chēng)掃出的鍵無(wú)法區別。有沒(méi)有注意到分析圖三時(shí)提到的注意點(diǎn)？（à“當掃某IO口時(shí)，不要去檢測已經(jīng)掃過(guò)的IO口，否則會(huì )出錯”）

　　我們分析一下圖四：當IO1輸出“0”時(shí)，按下K11或K11’鍵都能被IO2檢測到，但IO2檢測卻無(wú)法區別K11和K11’鍵！同理，不管掃哪個(gè)IO口，都有兩個(gè)對稱(chēng)的鍵不能區分。我們假想，如果能把對稱(chēng)鍵區分開(kāi)來(lái)，我們就能正常地去判斷按鍵。我們在思考：有沒(méi)有單向導通性器件？有！見(jiàn)圖五！

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

　　夠酷吧！等等，大家先別滿(mǎn)足現狀，我們再看一下圖二，是不是有點(diǎn)啟發(fā)？對，我們再分析一下“用5個(gè)IO口對地衍生的5個(gè)鍵”?？磮D六：

　　25個(gè)鍵！5個(gè)IO口掃出25個(gè)鍵！先別激動(dòng)，我們再分析一下它的可行性，分析通得過(guò)才能真正使用。假設掃鍵流程：先掃對地的5個(gè)鍵，再如圖五掃鍵。先掃對地5個(gè)鍵，判斷沒(méi)有按鍵，接著(zhù)對逐一對IO口進(jìn)行掃鍵。但當對某一IO口掃鍵時(shí)，如果有對地的鍵按下，這時(shí)有可能會(huì )誤判按鍵，因為對地鍵比其他鍵有更高的響應優(yōu)先級。例如：掃IO1，IO1輸出“0”，恰好此時(shí)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(méi)有，那就可以正確地判斷是K11了。

　　編輯點(diǎn)評：我們小結掃鍵個(gè)數S：　S = （N-1）*N + N ――啟用二極管;　S = （N-1）*N /2 + N ――省掉二極管,同時(shí)還有網(wǎng)友提出意見(jiàn)，如網(wǎng)友1：要不停地輪詢(xún)，不好用。網(wǎng)友2：結果不錯，只是分析方法推廣比較困難。網(wǎng)友3：有價(jià)值。符合一般規律，空間時(shí)間互換法則。圖二可作為圖一的一般替代方案。網(wǎng)友4：強！只是耗費CPU的資源比較多?？煽啃圆缓谜f(shuō)，分析一下多鍵同時(shí)按下時(shí)的IO沖突。網(wǎng)友5：用ADC口，一個(gè)端口就可以檢測n多個(gè)按鍵啊。網(wǎng)友6：好是好，不能區分組合鍵。
電子發(fā)燒友《汽車(chē)電子特刊》，更多優(yōu)質(zhì)內容，馬上下載閱覽