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將MAX6954和MAX6955的鍵盤(pán)掃描擴展至32鍵以上

作者: 時(shí)間:2012-03-12 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏
摘要:本應用筆記介紹了一種擴展掃描的方法,可以擴展MAX6954和 LED顯示驅動(dòng)器的范圍,從32鍵擴展到80鍵。

MAX6954/是4線(xiàn)或2線(xiàn)串行接口的LED驅動(dòng)器,可以控制7段、14段或16段LED或一個(gè)16x8的LED矩陣。驅動(dòng)器還包括5個(gè)I/O擴展(GPIO)端口,以及用這些端口自動(dòng)掃描32個(gè)按鍵、消除按鍵抖動(dòng)的所有邏輯控制。另外一個(gè)功能選項是通過(guò)一個(gè)中斷引腳通知系統處理器消除鍵抖。本文介紹的擴展按鍵掃描方案(從32鍵擴展到80或更多個(gè)按鍵)需要增添額外的二極管。

表1. MAX6954/的標準32鍵連接
P0P1P2P3
LED Output O0SW A1SW B1SW C1SW D1
LED Output O1SW A2SW B2SW C2SW D2
LED Output O2SW A3SW B3SW C3SW D3
LED Output O3SW A4SW B4SW C4SW D4
LED Output O4SW A5SW B5SW C5SW D5
LED Output O5SW A6SW B6SW C6SW D6
LED Output O6SW A7SW B7SW C7SW D7
LED Output O7SW A8SW B8SW C8SW D8

將MAX6954和MAX6955的鍵盤(pán)掃描擴展至32鍵以上
圖1. MAX6954/MAX6955的標準32鍵連接

表1和圖1給出了MAX6954/MAX6955的標準8鍵連接。鍵切換電路按照4 x 8矩陣(4列、8行)讀取32個(gè)按鍵的狀態(tài)。鍵盤(pán)陣列的8行由8個(gè)LED陰極驅動(dòng)器輸出(LED輸出O0至LED輸出O7)驅動(dòng)。作為多層LED驅動(dòng)的一部分,這些LED陰極驅動(dòng)輸出依次拉至低電平320μs (標稱(chēng)值)(順序驅動(dòng)LED)。這些驅動(dòng)器輸出分別用來(lái)拉低鍵開(kāi)關(guān)的一端,鍵的另一端連接在4個(gè)輸入引腳(P0至P3),這4個(gè)輸入引腳從內部拉至MAX6954/MAX6955的高電平V+。按下開(kāi)關(guān)時(shí),P0、P1、P2或P3將由相應的LED輸出Ox拉至低電平,MAX6954/MAX6955檢測按鍵,并為按鍵提供去抖。

多個(gè)按鍵被同時(shí)按下時(shí),與開(kāi)關(guān)串聯(lián)的二極管可以防止2個(gè)或多個(gè)LED陰極驅動(dòng)輸出短路。例如,同時(shí)按下SW A1和SW A2時(shí),與按鍵串聯(lián)的二極管可以避免LED輸出O0與LED輸出O1短路,因為在任何情況下至少有一個(gè)二極管為反向偏置。二極管采用的是低成本、共陽(yáng)極的BAW56,SOT23封裝。

MAX6954/MAX6955隨時(shí)判斷32個(gè)按鍵按下或釋放的動(dòng)作,器件內部?jì)H為指示這32個(gè)按鍵的狀態(tài)提供了寄存器。從這一點(diǎn)看,在MAX6954/MAX6955的設計中似乎沒(méi)有辦法擴展掃描電路,需要尋找一種全新的設計方案。

針對這種特殊情況,我們發(fā)掘了一種冗余情況。許多應用中只需要了解某一個(gè)按鍵是否被按下。通常,同時(shí)按下兩個(gè)按鍵的情況被認為是錯誤的鍵輸入,或者是進(jìn)入工廠(chǎng)診斷模式。這種兩個(gè)按鍵同時(shí)按下的情況是一種“冗余”情況,我們把新增按鍵連接成好像某一對兒鍵被同時(shí)按下的情況,表2和圖2所示電路通過(guò)組合P0、P1、P2和P3擴充了16個(gè)按鍵。例如,當SW AB1按下時(shí),對于MAX6954/MAX6955而言,所表現出來(lái)的狀態(tài)與SW A1和SW B1同時(shí)按下的情況相同。只要每對兒按鍵(如SW A1和SW B1)的物理位置不相鄰,這種擴展架構即可有效工作。軟件設計應保證在MAX6954/MAX6955的最小去抖周期內響應按鍵的/IRQ,保證每個(gè)對應于按鍵掃描的結果都經(jīng)過(guò)適當的分析處理。如果軟件對/IRQ響應較慢,將無(wú)法區分同時(shí)按下兩個(gè)按鍵的情況(鑒別增添的按鍵狀態(tài))和順序按下相同的兩個(gè)按鍵的情況。無(wú)論是哪種情況,按鍵去抖寄存器0x08-0x0B將簡(jiǎn)單地顯示每個(gè)鍵位置位。

表2. MAX6954/MAX6955擴展后的48鍵連接
P0P1P2P3P0 P1P2 P3
LED Output O0SW A1SW B1SW C1SW D1SW AB1SW CD1
LED Output O1SW A2SW B2SW C2SW D2SW AB2SW CD2
LED Output O2SW A3SW B3SW C3SW D3SW AB3SW CD3
LED Output O3SW A4SW B4SW C4SW D4SW AB4SW CD4
LED Output O4SW A5SW B5SW C5SW D5SW AB5SW CD5
LED Output O5SW A6SW B6SW C6SW D6SW AB6SW CD6
LED Output O6SW A7SW B7SW C7SW D7SW AB7SW CD7
LED Output O7SW A8SW B8SW C8SW D8SW AB8SW CD8

每個(gè)附加按鍵需要一個(gè)雙二極管(如低成本、共陰極的BAV70,SOT-23封裝), 按下開(kāi)關(guān)時(shí),P0和P1或P2和P3被同時(shí)拉低。

將MAX6954和MAX6955的鍵盤(pán)掃描擴展至32鍵以上
圖2. MAX6954/MAX6955擴展后的48鍵連接

圖2和表2通過(guò)組合P0、P1、P2和P3擴充了16個(gè)按鍵。實(shí)際上,對于P0-P3鍵掃描輸入還存在另外四種可能的兩鍵組合方式。如果使用了6種兩鍵組合方式,按鍵數量將增加到80個(gè),如表3所示。圖3給出了6個(gè)附加按鍵在LED輸出O0行的連接方式。每個(gè)附加按鍵需要一個(gè)雙二極管。

表3. MAX6954/MAX6955擴展后的80鍵連接
P0P1P2P3P0 P1P0 P2P0 P3P1 P2P1 P3P2 P3
LED Output O0SW A1SW B1SW C1SW D1SW AB1SW AC1SW AD1SW BC1SW BD1SW CD1
LED Output O1SW A2SW B2SW C2SW D2SW AB2SW AC2SW AD2SW BC2SW BD2SW CD2
LED Output O2SW A3SW B3SW C3SW D3SW AB3SW AC3SW AD3SW BC3SW BD3SW CD3
LED Output O3SW A4SW B4SW C4SW D4SW AB4SW AC4SW AD4SW BC4SW BD4SW CD4
LED Output O4SW A5SW B5SW C5SW D5SW AB5SW AC5SW AD5SW BC5SW BD5SW CD5
LED Output O5SW A6SW B6SW C6SW D6SW AB6SW AC6SW AD6SW BC6SW BD6SW CD6
LED Output O6SW A7SW B7SW C7SW D7SW AB7SW AC7SW AD7SW BC7SW BD7SW CD7
LED Output O7SW A8SW B8SW C8SW D8SW AB8SW AC8SW AD8SW BC8SW BD8SW CD8

將MAX6954和MAX6955的鍵盤(pán)掃描擴展至32鍵以上
圖3. MAX6954/MAX6955擴展后的80鍵連接

為什么僅將“同時(shí)按下雙鍵”作為判斷附加按鍵的途徑呢?3鍵和4鍵組合可用來(lái)替代雙鍵按下的情況,表4給出了這種附加配置。需要注意的是,4-3組合鍵每組需要三個(gè)二極管,四組鍵需要4倍數量的二極管。

表4. 3鍵和4鍵連接
P0 P1 P3P0 P1 P4P0 P2 P3P1 P2 P4P0 P1 P2 P3
LED Output O0
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