擴(kuò)展MAX6959 LED顯示驅(qū)動器的鍵盤掃描，8鍵擴(kuò)展至12鍵

通過映射多個按鍵，可以擴(kuò)展MAX6959 LED顯示驅(qū)動器的鍵盤掃描范圍，從8鍵擴(kuò)展到12鍵。該應(yīng)用筆記介紹了一種擴(kuò)展掃描的方法。

MAX6959是4位、9段LED驅(qū)動器，可自動掃描并消除8個按鍵開關(guān)的抖動，通過一個中斷引腳通知系統(tǒng)處理器消除鍵抖(引腳兼容的MAX6958可以驅(qū)動相同數(shù)量的LED，但沒有鍵盤掃描功能)。本文介紹的擴(kuò)展按鍵掃描方案(從8鍵擴(kuò)展到12鍵)需要在附加鍵上增添雙二極管。

表1. MAX6959 LED顯示驅(qū)動器的標(biāo)準(zhǔn)8鍵連接

圖1. MAX6959 LED顯示驅(qū)動器的標(biāo)準(zhǔn)8鍵連接

表1和圖1給出了MAX6959的標(biāo)準(zhǔn)8鍵連接。鍵切換電路按照2 x 4矩陣(2列、4行)讀取8個按鍵的狀態(tài)。鍵盤陣列的4行由4個LED陰極驅(qū)動器輸出(DIG0/SEG0至DIG3/SEG3)驅(qū)動。作為多層LED驅(qū)動的一部分，這些LED陰極驅(qū)動輸出依次拉至低電平320μs (標(biāo)稱值) (順序驅(qū)動LED)。這些驅(qū)動器輸出分別用來拉低鍵開關(guān)的一端，鍵的另一端連接在兩個輸入端：INPUT1和INPUT2，這兩個輸入端從內(nèi)部拉至MAX6959的高電平V+。按下開關(guān)時，INPUT1或INPUT2將由相應(yīng)的DIG_/SEG_輸出拉至低電平，MAX6959檢測按鍵，并為按鍵提供去抖。

多個按鍵被同時按下時，與開關(guān)串聯(lián)的二極管可以防止2個或多個LED陰極驅(qū)動輸出短路。例如，同時按下Key0和Key1時，與按鍵串聯(lián)的二極管可以避免DIG0/SEG0與DIG1/SEG1短路，因為在任何情況下至少有一個二極管為反向偏置。二極管采用的是低成本、共陽極的BAW56，SOT-23封裝。

MAX6959隨時判斷8個按鍵按下或釋放的動作，器件內(nèi)部的8位寄存器指示這8個按鍵的狀態(tài)。從這一點看，在MAX6959的設(shè)計中似乎沒有辦法擴(kuò)展掃描電路，到此為止，大家可能會有一種“受騙”的感覺。

公平地講，我們是在發(fā)掘一種冗余情況。許多應(yīng)用中只需要了解某一個按鍵是否被按下。通常，同時按下兩個按鍵的情況被認(rèn)為是錯誤的鍵輸入，或者是進(jìn)入工廠診斷模式。這種兩個按鍵同時按下的情況即為“冗余”情況，我們把4個增添的按鍵連接成好像某一對兒鍵被同時按下的情況，如表2所示。例如，當(dāng)Key8按下時，對于MAX6959而言，所表現(xiàn)出來的狀態(tài)與Key0和Key4同時按下的情況相同。只要每對兒按鍵(如Key0和Key4)的物理位置不相鄰，這種擴(kuò)展架構(gòu)即可有效工作。軟件設(shè)計應(yīng)保證在30.3ms的最小去抖周期內(nèi)響應(yīng)按鍵的IRQ，保證每個對應(yīng)于按鍵掃描的結(jié)果都經(jīng)過適當(dāng)?shù)姆治鎏幚?。如果軟件對IRQ響應(yīng)較慢，將無法區(qū)分同時按下兩個按鍵的情況(鑒別增添的按鍵狀態(tài))和順序按下相同的兩個按鍵的情況。無論是哪種情況，按鍵去抖寄存器0 x 08將簡單地顯示每個鍵位置位。

表2. MAX6959 LED顯示驅(qū)動器擴(kuò)展后的12鍵連接

圖2

所示電路，每個附加按鍵需要一個雙二極管(如低成本、共陰極的BAV70，SOT-23封裝), 按下開關(guān)時，INPUT1和INPUT2被同時拉低。

圖2. MAX6959 LED顯示驅(qū)動器擴(kuò)展后的12鍵連接

最后，值得注意的是：增添的4個按鍵的連接方式模擬的是兩個按鍵同時按下的情況，這兩個按鍵連接在四個LED陰極驅(qū)動器輸出的某個輸出端，DIG0/SEG0至DIG3/SEG3。采用這種連接方式，每對兒按鍵總是在同一時間掃描或去抖。如果新增按鍵所模擬的同時按下的兩個鍵由不同的LED陰極驅(qū)動輸出掃描，這種工作方式將是不可靠的。因為鍵掃描是順序執(zhí)行的，一次兩個按鍵，附加按鍵將會錯過一個LED陰極驅(qū)動器的去抖周期，而在另一個周期去抖。這樣，同時按下兩個按鍵將表現(xiàn)為順序按下兩個按鍵的情況。采用本文推薦的連接方式可以避免這一問題，因為每對兒按鍵表現(xiàn)為雙鍵同時去抖。

審核編輯：郭婷