單線鍵盤接口可釋放微控制器I / O引腳

在大多數(shù)鍵盤中，按一個鍵會關(guān)閉一個橋接xy矩陣中兩條線的觸點。如果使用微控制器檢測鍵閉合，則檢查（x + y）行的狀態(tài)需要相同數(shù)量的I/O引腳。電路圖1僅占用一個空閑I/O引腳，每當(dāng)有人按下一個鍵時，通過產(chǎn)生一個脈沖與微控制器通信。脈沖的寬度與按下的按鍵數(shù)成正比，微控制器通過測量脈沖的寬度來識別按下的按鍵。

IC 2 ，一種流行的555定時器的CMOS LMC555版本，作為單穩(wěn)態(tài)單次多諧振蕩器工作。在電路的靜止?fàn)顟B(tài)下，引腳7處IC 2 內(nèi)部的晶體管分流C 6 ，引腳3處的IC 2 輸出仍然存在在邏輯低。按鍵盤上的任意鍵連接兩組中的兩個電阻 - 一個組中的R 1 和R 2 ，R 3 ，R 4 ，R 5 在另一個 - 與R 6 串聯(lián)。兩個電阻的總和以10-kΩ為增量變化，總電阻與按下的按鍵數(shù)量成正比。

按任意鍵通過R 6 ，R 7 和所選鍵盤電阻吸取電流，并提高IC 2 的電壓引腳7.在C 1 充電后，引入一個足以消除鍵盤開關(guān)觸點閉合反彈的短延遲，CMOS比較器IC 1 檢測到R上建立的小電壓降<子> 7 。 IC 1 （引腳6）的輸出從5變?yōu)?V，進而觸發(fā)IC 2 的引腳2。定時器IC 2 的輸出（引腳3）變?yōu)楦唠娖?，并開始以取決于所選鍵的時間常數(shù)對電容器C 6 充電。當(dāng)C 6 上的電壓達到V CC 的三分之二或3.333V時，引腳3變?yōu)榈碗娖讲⒎烹奀 6 。下面的等式計算IC 2 的輸出脈沖寬度，T：T =1.1?-R S ?-C 6 ，其中R S 等于所選鍵盤電阻的總和，范圍從10到120kΩ。脈沖寬度范圍為110至1320微秒，增量為110微秒。

脈沖寬度的最小相對變化發(fā)生在最長脈沖比，110/1320或8.33％。該比率提供了足夠的余量，允許使用標(biāo)準的±1％容差或更好的組件，如圖1中那些±0.5和±1％。電阻器R 13 且R 14 補償IC 2 的內(nèi)部分壓器通過將引腳5的電壓強制為電源電壓V CC 的三分之二。

鍵盤電路的輸出脈沖驅(qū)動Microchip 16F630微控制器的外部中斷輸入RA 2 。清單1給出了16F630的一個中斷程序，用于測量脈沖寬度，驗證其容差是否在±40μsec內(nèi)，并返回與按下的鍵對應(yīng)的1到12的數(shù)值。作為防止錯誤數(shù)據(jù)的安全措施，如果脈沖寬度超出一定限度，例程將返回錯誤代碼。

審核編輯 黃宇