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將MAX6954和MAX6955的鍵盤掃描擴(kuò)展至32鍵以上

作者： 時間：2012-03-12 來源：網(wǎng)絡(luò) 收藏
摘要：本應(yīng)用筆記介紹了一種擴(kuò)展掃描的方法，可以擴(kuò)展MAX6954和MAX6955 LED顯示驅(qū)動器的鍵盤掃描范圍，從32鍵擴(kuò)展到80鍵。

MAX6954/MAX6955是4線或2線串行接口的LED驅(qū)動器，可以控制7段、14段或16段LED或一個16x8的LED矩陣。驅(qū)動器還包括5個I/O擴(kuò)展(GPIO)端口，以及用這些端口自動掃描32個按鍵、消除按鍵抖動的所有邏輯控制。另外一個功能選項是通過一個中斷引腳通知系統(tǒng)處理器消除鍵抖。本文介紹的擴(kuò)展按鍵掃描方案(從32鍵擴(kuò)展到80或更多個按鍵)需要增添額外的二極管。

表1. MAX6954/MAX6955的標(biāo)準(zhǔn)32鍵連接
P0P1P2P3
LED Output O0SW A1SW B1SW C1SW D1
LED Output O1SW A2SW B2SW C2SW D2
LED Output O2SW A3SW B3SW C3SW D3
LED Output O3SW A4SW B4SW C4SW D4
LED Output O4SW A5SW B5SW C5SW D5
LED Output O5SW A6SW B6SW C6SW D6
LED Output O6SW A7SW B7SW C7SW D7
LED Output O7SW A8SW B8SW C8SW D8

將MAX6954和MAX6955的鍵盤掃描擴(kuò)展至32鍵以上
圖1. MAX6954/MAX6955的標(biāo)準(zhǔn)32鍵連接

表1和圖1給出了MAX6954/MAX6955的標(biāo)準(zhǔn)8鍵連接。鍵切換電路按照4 x 8矩陣(4列、8行)讀取32個按鍵的狀態(tài)。鍵盤陣列的8行由8個LED陰極驅(qū)動器輸出(LED輸出O0至LED輸出O7)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4個輸入引腳(P0至P3)，這4個輸入引腳從內(nèi)部拉至MAX6954/MAX6955的高電平V+。按下開關(guān)時，P0、P1、P2或P3將由相應(yīng)的LED輸出Ox拉至低電平，MAX6954/MAX6955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SW A1和SW A2時，與按鍵串聯(lián)的二極管可以避免LED輸出O0與LED輸出O1短路，因?yàn)樵谌魏吻闆r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，SOT23封裝。

MAX6954/MAX6955隨時判斷32個按鍵按下或釋放的動作，器件內(nèi)部僅為指示這32個按鍵的狀態(tài)提供了寄存器。從這一點(diǎn)看，在MAX6954/MAX6955的設(shè)計中似乎沒有辦法擴(kuò)展掃描電路，需要尋找一種全新的設(shè)計方案。

針對這種特殊情況，我們發(fā)掘了一種冗余情況。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是一種“冗余”情況，我們把新增按鍵連接成好像某一對兒鍵被同時按下的情況，表2和圖2所示電路通過組合P0、P1、P2和P3擴(kuò)充了16個按鍵。例如，當(dāng)SW AB1按下時，對于MAX6954/MAX6955而言，所表現(xiàn)出來的狀態(tài)與SW A1和SW B1同時按下的情況相同。只要每對兒按鍵(如SW A1和SW B1)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MAX6954/MAX6955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?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0x08-0x0B將簡單地顯示每個鍵位置位。

表2. MAX6954/MAX6955擴(kuò)展后的48鍵連接
P0P1P2P3P0 P1P2 P3
LED Output O0SW A1SW B1SW C1SW D1SW AB1SW CD1
LED Output O1SW A2SW B2SW C2SW D2SW AB2SW CD2
LED Output O2SW A3SW B3SW C3SW D3SW AB3SW CD3
LED Output O3SW A4SW B4SW C4SW D4SW AB4SW CD4
LED Output O4SW A5SW B5SW C5SW D5SW AB5SW CD5
LED Output O5SW A6SW B6SW C6SW D6SW AB6SW CD6
LED Output O6SW A7SW B7SW C7SW D7SW AB7SW CD7
LED Output O7SW A8SW B8SW C8SW D8SW AB8SW CD8

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，P0和P1或P2和P3被同時拉低。

將MAX6954和MAX6955的鍵盤掃描擴(kuò)展至32鍵以上
圖2. MAX6954/MAX6955擴(kuò)展后的48鍵連接

圖2和表2通過組合P0、P1、P2和P3擴(kuò)充了16個按鍵。實(shí)際上，對于P0-P3鍵掃描輸入還存在另外四種可能的兩鍵組合方式。如果使用了6種兩鍵組合方式，按鍵數(shù)量將增加到80個，如表3所示。圖3給出了6個附加按鍵在LED輸出O0行的連接方式。每個附加按鍵需要一個雙二極管。

表3. MAX6954/MAX6955擴(kuò)展后的80鍵連接
P0P1P2P3P0 P1P0 P2P0 P3P1 P2P1 P3P2 P3
LED Output O0SW A1SW B1SW C1SW D1SW AB1SW AC1SW AD1SW BC1SW BD1SW CD1
LED Output O1SW A2SW B2SW C2SW D2SW AB2SW AC2SW AD2SW BC2SW BD2SW CD2
LED Output O2SW A3SW B3SW C3SW D3SW AB3SW AC3SW AD3SW BC3SW BD3SW CD3
LED Output O3SW A4SW B4SW C4SW D4SW AB4SW AC4SW AD4SW BC4SW BD4SW CD4
LED Output O4SW A5SW B5SW C5SW D5SW AB5SW AC5SW AD5SW BC5SW BD5SW CD5
LED Output O5SW A6SW B6SW C6SW D6SW AB6SW AC6SW AD6SW BC6SW BD6SW CD6
LED Output O6SW A7SW B7SW C7SW D7SW AB7SW AC7SW AD7SW BC7SW BD7SW CD7
LED Output O7SW A8SW B8SW C8SW D8SW AB8SW AC8SW AD8SW BC8SW BD8SW CD8

將MAX6954和MAX6955的鍵盤掃描擴(kuò)展至32鍵以上
圖3. MAX6954/MAX6955擴(kuò)展后的80鍵連接

為什么僅將“同時按下雙鍵”作為判斷附加按鍵的途徑呢？3鍵和4鍵組合可用來替代雙鍵按下的情況，表4給出了這種附加配置。需要注意的是，4-3組合鍵每組需要三個二極管，四組鍵需要4倍數(shù)量的二極管。

表4. 3鍵和4鍵連接
P0 P1 P3P0 P1 P4P0 P2 P3P1 P2 P4P0 P1 P2 P3
LED Output O0
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關(guān)鍵詞： 將MAX6954 MAX6955 鍵盤掃描

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