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(转)堪称一绝的“IO口扫键”法

转自中国电子开发网
作者:yzlyear 天地一号


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

   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

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

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

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!
I CAN

panfeng同学多看看,呵呵~
I CAN

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很好,看得有点晕
三十三天天外天

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看过多少帖子了,就属这个是好帖!~

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理想很丰满,现实很骨感!

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图图呢?

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额,图片我是直接链的~
I CAN

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我去找找原图!
I CAN

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123456,对应图。OK,慢慢对着看吧,呵呵~
1.jpg
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3.jpg
4.jpg
5.jpg
6.jpg
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贴一点程序,作者:来自中国电子开发网的傻孩子,呵呵,很扎实的人。
硬件描述:
键盘连接说明;
    IO1     PC1
    IO2     PC2
    IO3     PC3
    IO4     PC4
    IO5     PC5

--------------------------------------------------------------------------------
核心函数:

/***********************************************************
*   函数说明:五个端口扫描25个键盘的函数                   *
*   输入:    无                                           *
*   输出:    键盘编号                                     *
*   调用函数:无                                           *
***********************************************************/
UINT8 _25Key_Scan(void)
{
    UINT8 i = 0,Key_Num = 0;
    //扫描最下面一行开关
    DDRC |= BIT(PC1)|BIT(PC2)|BIT(PC3)|BIT(PC4)|BIT(PC5);
    PORTC |= BIT(PC1)|BIT(PC2)|BIT(PC3)|BIT(PC4)|BIT(PC5);
    NOP();
    NOP();
    for(i = 1; i <= 5; i++)
    {
        if(!(PINC & BIT(i)))                         //PCi=0
        {
            Key_Num = i+20;
            return  Key_Num;
        }
    }
    //扫描第一行开关
    DDRC |= BIT(PC1);                                 //PC1 输出
    PORTC &= ~BIT(PC1);                               //PC1=0  
    DDRC &= ~(BIT(PC2)|BIT(PC3)|BIT(PC4)|BIT(PC5));   //PC2-PC5 输入
    PORTC |= BIT(PC2)|BIT(PC3)|BIT(PC4)|BIT(PC5);     //PC2~PC5=1
    NOP();
    NOP();
    for(i = 2; i <=5; i++)
    {
        if(!((PINC & BIT(i))))
        {
            Key_Num = i-1;
            return  Key_Num;
        }
    }
     
    //扫描第二行开关
    DDRC |= BIT(PC2);                                 //PC2 输出
    PORTC &= ~BIT(PC2);                               //PC2=0  
    DDRC &= ~(BIT(PC1)|BIT(PC3)|BIT(PC4)|BIT(PC5));   //PC1、PC3-PC5 输入
    PORTC |= BIT(PC1)|BIT(PC3)|BIT(PC4)|BIT(PC5);     //PC1、PC3~PC5=1
     
    if(!(PINC & BIT(1)))
    {
        Key_Num = 5;
        return  Key_Num;     
    }
    else
    {
        for(i = 3; i <= 5; i++)
        {
            if(!(PINC & BIT(i)))
            {
                Key_Num = i+3;
                return  Key_Num;
            }
        }
    }
     
    //扫描第三行开关
    DDRC |= BIT(PC3);                                 //PC3 输出
    PORTC &= ~BIT(PC3);                               //PC2=0  
    DDRC &= ~(BIT(PC1)|BIT(PC2)|BIT(PC4)|BIT(PC5));   //PC1、PC2、PC4、PC5 输入
    PORTC |= BIT(PC1)|BIT(PC2)|BIT(PC4)|BIT(PC5);     //PC1、PC2、PC4、PC5=1
     
    if(!(PINC & BIT(1)))
    {
        Key_Num = 9;
        return  Key_Num;     
    }
    else if(!(PINC & BIT(2)))
    {
        Key_Num = 10;
        return  Key_Num;
    }
    else if(!(PINC & BIT(4)))
    {
        Key_Num = 11;
        return  Key_Num;
    }
    else if(!(PINC & BIT(5)))
    {
        Key_Num = 12;
        return  Key_Num;
    }
     
    //扫描第四行开关
    DDRC |= BIT(PC4);                                 //PC4 输出
    PORTC &= ~BIT(PC4);                               //PC4=0  
    DDRC &= ~(BIT(PC1)|BIT(PC2)|BIT(PC3)|BIT(PC5));   //PC1~PC3、PC5 输入
    PORTC |= BIT(PC1)|BIT(PC2)|BIT(PC3)|BIT(PC5);     //PC1~PC3、PC5=1
    for(i = 1; i <= 3; i++)
    {
        if(!(PINC & BIT(i)))
        {
            Key_Num = i+12;
            return  Key_Num;
        }
    }  
    if(!(PINC & BIT(5)))
    {
        Key_Num = 16;
        return  Key_Num;
    }   
     
    //扫描第五行开关
    DDRC |= BIT(PC5);                                 //PC5 输出
    PORTC &= ~BIT(PC5);                               //PC5=0  
    DDRC &= ~(BIT(PC1)|BIT(PC2)|BIT(PC3)|BIT(PC4));   //PC1-PC4 输入
    PORTC |= BIT(PC1)|BIT(PC2)|BIT(PC3)|BIT(PC4);     //PC1~PC4=1
     
    for(i = 1; i <= 4; i++)
    {
        if(!(PINC & BIT(i)))
        {
            Key_Num =  i+16;
            return  Key_Num;
        }
    }   
    return  Key_Num;   
    //循环的方法实现使用的是PORTD口
    /*
     uint8 i = 0, j =0;
     DDRD = 0;
     PORTD = 0xff;
     for(i = 0; i< 5; i++)
     {
        if(!(PIND&BIT(i)))
        {
             return i+1;
        }
     }
     for(i = 0; i < 5; i++)
     {
         DDRD = BIT(i);
         PORTD = ~BIT(i);
         for(j = 0; j < 5; j++)
         {
             if((!(PIND&BIT(j)))&&(j != i))
             {
                 if(j>=i)return i*4+j+5;
                 return i*4+j+6;
             }
         }
         
     }
     return 0;*/
}
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再来一个包,里面有好东西~
作者同楼上,呵呵~

IO扫键.rar (3.92 MB)

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不错,不错,唉!!!就是我看到了晚了点。。。
希望版主要今后有了好东东,提醒我下下啊。。。

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