省電型鍵盤通過MCU管腳控制多路按鍵

傳統上，與n乘m鍵盤連接的微型控制器要求微型控制器的I/O管腳的n+m為鍵盤掃描。鍵盤設計保留了微型控制器已經被開發出來的管腳，但是它們要求額外的資源，例如外部的ICs或一個內置的模數轉換器(ADC)。本設計這里只利用了一個I/O管腳，并且要求僅將電阻和電容作為外部元件。

I/O是一個開頭被配置作為輸入的雙向管腳(見圖)。當沒有按鍵被按下時，電容被放電，并且上拉電阻RH保持I/O為高。微型控制器處于休眠模式，并且只有在I/O狀態改變引起中斷時才會醒來。當按鍵被按下，I/O變低，因為下拉網絡比上拉作用更強些。微型控制器隨后醒來執行以下步驟：

1. 等待聯絡消除抖動。

2. 把I/O變為輸出并設置高。 電容隨后開始充電到高狀態電壓。 充電的時間Ti取決于按鍵被按下和與其關聯的R (1，2，…i)。

3. 等待直到T1到來。

4. 使I/O作為輸入。充電到C暫停。

5. 如果I/O為高，按鍵1被按下。 如果I/O為低，使I/O作為輸出并置高來持續充電。

6. 等待直到T2到來。

7. 使I/O作為輸入。 充電到C暫停。

8. 如果I/O為高，按鍵2被按下。 如果I/O為低，使I/O作為輸出并置高來持續充電。

9. 通過Ti持續到T3。

應該選擇電阻使T1

充電時間可被確定如下：當充電暫停時，在I/O的電壓(式1)是VC為電容電壓(式2)。式3通過使VI/O與開關門限電壓VTH相等解答了充電的時間。這里，VTH是I/O的開關門限電壓。

隨著Ri增加，Ti最初增加。但隨后它達到最大值并開始減少。這就給Ri，并因此給可以連接到電路中的按鍵數量強加了一個上限。

Ti可能會在Ti，min和Ti，max之間變化，由于在VTH上電阻的容差和變化。所以，應該選擇數值使Ti，max

這個設計用三種方式節省功率。首先，每次電容被充電到V并被放電，CV2能量都被消散。在本設計中，只要I/O變高且電容被充電到大約VTH(少于2V)，而不是VDD，則充電停止。其次，當每個按鍵被按下電容只充電(和放電)一次。最后一條，在確定哪個按鍵被按下后，微型控制器進入休眠模式并保持休眠，直到按鍵被釋放且I/O變回到高。所以既使當某些按鍵陷入或卡住時，功率消耗是最小的。