節(jié)省電能的單引腳鍵盤接口電路設(shè)計

本設(shè)計實(shí)現(xiàn)將4行4列矩陣式鍵盤通過一個引腳接入單片機(jī)，是引腳數(shù)目受限情況下的理想選擇，具有節(jié)省電能的優(yōu)點(diǎn)。555定時器有引出電流，為降低功耗，對電路進(jìn)行如圖1設(shè)計，則只在CMOS集成電路上有泄漏損耗。
當(dāng)有鍵按下時，74HC14施密特觸發(fā)器形成一個振蕩器，U1C的輸出為反饋信號接至U1A輸入端和時基電容C1，則構(gòu)振蕩電路，產(chǎn)生輸出脈沖，圖中SIL1、SIL2和C1決定脈沖振蕩周期。由于CMOS與555開關(guān)門限不同，使電阻選頻存在時間或溫度不穩(wěn)定性，本文引入控流二極管D1～D10可以解決此問題。SLI1、SLI2電阻網(wǎng)絡(luò)分別決定占空時間，由于一周期內(nèi)存在4段不同的占空時間，因此溫度的微小變化不會產(chǎn)生錯誤的按鍵信號，單片機(jī)通過查詢占空時間、利用門限值編解碼，判斷是否有鍵按下。
當(dāng)無按鍵時，反饋電路開路，U1A輸入端通過R1置0，圖中74HC14的所有輸入、輸出均為0V或VCC，因此漏損耗低，電源工作在理想狀態(tài)，而一量有鍵按下則產(chǎn)生脈沖信號。當(dāng)單片機(jī)不工作時，不進(jìn)行按鍵查詢，處于休眠狀態(tài)。
圖中D11和D12實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償，當(dāng)溫度變化不大時，D11和D12可省略。■


圖1 當(dāng)有鍵按下時，74HC14施密特觸發(fā)器構(gòu)成振蕩器。