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本帖最后由 fzwwj95 于 2015-1-4 21:37 编辑
在做项目(工程)的时候,我们经常要用到比较多的按键,而且IO资源紧张,于是我们就想方设法地在别的模块中节省IO口,好不容易挤出一两个IO口,却发现仍然不够用,实在没办法了就添加一个IC来扫键。一个IC虽然价格不高,但对于大批量生产而且产品利润低的厂家来说,这是一笔不菲的开支! 那,我们能不能想到比较好的扫键方法:用最少的IO口,扫最多的键?可以吗? 举个例:给出5个IO口,能扫多少键?有人说是2*3=6个,如图一:
图一
图一
对,大部分技术参考书都这么做,我们也经常这样做:用3 个IO 口作行扫描,2 个IO 作列检测(为方便描述,我们约定:设置某一IO 口输出为“0”―― 称其为“ 扫某IO 口” )。用行线输出扫键码,列线检测是否有按键的查询方法进行扫键。扫键流程:在行线依次输出011 ,101 ,110 扫键值,行线每输出一个扫键值,列线检测一次。当列线检测到有按键时,结合输出的扫键值可以判断相应的按键。
但是,5 个IO 真的只能扫6 个键吗?有人说可以扫9 个,很聪明!利用行IO 与地衍生3 个键(要注意上拉电阻),如图二:
图二
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg
图二
扫键流程:先检测3 个行IO 口,对K1’ ,K2’ ,K3’ 进行扫键,之后如上述2*3 扫键流程。5 个IO 口能扫9 个键,够厉害吧,足足比6 个键多了1/2 !
动动脑,还能不能再多扫几个?就几个?一个也行!好,再想一下,硬是被逼出来了!如图三:
图三
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image003.jpg
图三
不多不少,正好10 个键!这种扫键方式比较少见吧!漂亮!扫键流程:设IO1 输出为“0” ,检测IO2…IO5 ,若判断有相应健按下,则可知有健;若无键,则继续扫键:设IO2 输出为“0” ,检测IO3 ,IO4 ,IO5 ,判断有无键按下,如此类推。这里应注意:当扫某一IO 口(输出为“0” )时,不要去检测已经扫过的IO 口。如:此时设置IO2 输出为“0” ,依次检测IO3,IO4,IO5 ,但不要去检测IO1 ,否则会出错(为什么,请思考)。
感觉怎么样?不错吧!让我们再看看图三,好有成就感!看着,看着…… 又看到了什么?快!见图四:
图四
真强!被您看出20 个键!多了一个对称的三角形。可是,像这样的排列能正确扫20 个键吗?回答是肯定的:不能!上下三角形相互对称,其对称扫出的键无法区别。有没有注意到分析图三时提到的注意点?(à“ 当扫某IO 口时,不要去检测已经扫过的IO 口,否则会出错” )
我们分析一下图四:当IO1 输出“0” 时,按下K11 或K11’ 键都能被IO2 检测到,但IO2 检测却无法区别K11 和K11’ 键!同理,不管扫哪个IO 口,都有两个对称的键不能区分。
我们假想,如果能把对称键区分开来,我们就能正常地去判断按键。我们在思考:有没有单向导通性器件?有!见图五!
图五
图五
很巧妙的思路!利用二极管的单向导通性,区别两个对称键。扫键思路:对逐个IO 口扫键,其他四个IO 口可以分别检测其所在的四个按键。这样,就不会有分析图三时提到的注意点。
够酷吧!等等,大家先别满足现状,我们再看一下图二,是不是有点启发?对,我们再分析一下“ 用5 个IO 口对地衍生的5 个键” 。看图六:
图六
25 个键!5 个IO 口扫出25 个键!先别激动,我们再分析一下它的可行性,分析通得过才能真正使用。假设扫键流程:先扫对地的5 个键,再如图五扫键。先扫对地5 个键,判断没有按键,接着对逐一对IO 口进行扫键。但当对某一IO 口扫键时,如果有对地的键按下,这时有可能会误判按键,因为对地键比其他键有更高的响应优先级。例如:扫IO1 ,IO1 输出“0” ,恰好此时K62 按下,IO2 检测到有按键,那就不能判断是K11 还是K62 。我们可以在程序上避免这种按键误判:若IO2 检测到有按键,那下一步就去判断是否有对地键按下,如果没有,那就可以正确地判断是K11 了。
我们小结扫键个数S :
S = (N-1)*N + N ―― 启用二极管
S = (N-1)*N /2 + N ―― 省掉二极管
经典吗?太经典了!!告诉大家一个小道消息:第一个设计出此电路的人是一个美国大佬,他(她?)还为此申请了专利!
C语言核心算法: unsignedchar Trg;
unsignedchar Cont;
voidKeyRead( void )
{
unsigned char ReadData = PINB^0xff; // 1
Trg = ReadData & (ReadData ^ Cont); // 2
Cont = ReadData; // 3
}
完了。有没有一种不可思议的感觉?当然,没有想懂之前会那样,想懂之后就会惊叹于这算法的精妙!!
下面是程序解释:
Trg(triger) 代表的是触发,Cont(continue)代表的是连续按下。
1:读PORTB的端口数据,取反,然后送到ReadData 临时变量里面保存起来。
2:算法1,用来计算触发变量的。一个位与操作,一个异或操作,我想学过C语言都应该懂吧?Trg为全局变量,其它程序可以直接引用。
3:算法2,用来计算连续变量。
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