PROM2PROM - кабинет для закупа электронных компонентов
РадиоЛоцман - Все об электронике

Новая схема интерфейса клавиатуры использует меньше выводов микропроцессора

Наиболее распространенный метод построения интерфейса нескольких ключей – мультиплексирование – позволяет подключить (N/2)2 коммутаторов к N линиям ввода/вывода микроконтроллера. Описанный ниже метод, берущий свое начало в технологии интерфейса светодиодов, широко известной как «Чарлиплексинг», позволяет подключить N×(N – 1) ключей к N линиям ввода/вывода.

LED-драйверы MEAN WELL – выбор больше, стоимость ниже

При обычном мультиплексировании матрицы N×N с 2N линиями ввода/вывода половина линий настроена на ввод, а половина – на вывод (при «лог. 0»), и каждая линия постоянно используется либо только для ввода, либо только для вывода. Предлагаемый метод использует оба состояния линий ввода/вывода, увеличивая количество ключей, которые могут быть подключены к ним.

В предлагаемом методе каждая линия ввода/вывода соединена с каждой другой линией через последовательное соединение ключа и диода. На Рисунке 1 показан пример с двумя линиями. В этой конфигурации состояние ключа S1 может быть прочитано путем настройки линии Pin2 на ввод, а Pin1 –  на вывод (с «лог. 0»).Состояние ключа S2 можно прочитать, установив для Pin1 режим ввода, а для Pin2 – режим вывода. Такой метод позволяет разработчикам подключить шесть ключей с помощью всего трех линий и полную 12-кнопочную цифровую клавиатуру с помощью четырех линий.

Взяв за основу эту базовую конфигурацию, усовершенствованный интерфейс клавиатуры можно масштабировать по мере необходимости.
Рисунок 1. Взяв за основу эту базовую конфигурацию, усовершенствованный
интерфейс клавиатуры можно масштабировать по мере необходимости.

Эта конфигурация легко масштабируется до любого количества линий ввода/вывода, но между двумя линиями схема по существу остается прежней. Для схемы с N линиями ввода/вывода к каждой линии подходят N – 1 диодов, и N – 1 диодов отходят от нее. В любой момент времени на одном выводе установлен «лог. 0», а остальные N – 1 выводов настроены на чтение состояния N – 1 ключей, подключенных к этому выводу. Как правило, N – 1 диодов, идущих к этой линии, могут быть заменены одним диодом, при этом все N – 1 ключей подключаются к его аноду.

В этой схеме, расширяющей базовую конфигурацию, 12 кнопок подключены лишь к четырем линиям ввода/вывода микроконтроллера.
Рисунок 2. В этой схеме, расширяющей базовую конфигурацию, 12 кнопок подключены лишь к четырем
линиям ввода/вывода микроконтроллера.

На Рисунке 2 показана схема подключения 12-кнопочной клавиатуры с использованием лишь четырех линий ввода/вывода микроконтроллера. Для чтения состояния кнопок S1-S3 на линии Pin1 устанавливается «лог. 0», а линии Pin2, Pin3 и Pin4 настраиваются на ввод. Точно так же для чтения кнопок S4-S6, S7-S9 и S10-S12 на линиях Pin2, Pin3 и Pin4, соответственно, устанавливается «лог. 0», а остальные настраиваются на ввод.

Схема с 12 кнопками может использоваться для подключения цифровой клавиатуры к микроконтроллеру, в данном случае к ATmega8.
Рисунок 3. Схема с 12 кнопками может использоваться для подключения цифровой клавиатуры к микроконтроллеру,
в данном случае к ATmega8.

Схема на Рисунке 3 демонстрирует полный интерфейс цифровой клавиатуры, использующий четыре вывода микроконтроллера (в данном примере ATmega8).

Ссылки

  1. Anurag Chugh, “Eight-Pin Microcontroller Handles Two-Digit Display With Multiple LEDs
  2. Чарлиплексинг

Electronic Design

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Novel Switch Interface Scheme Reduces Microprocessor Pin Count

Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя