基于單片機的按鍵電路設計(2)

(21種方案的原理圖展示，及原理簡單介紹)

按鍵作為一個輸入模塊，在單片機開發板中必不可少，本文來討論按鍵的設計方案。本文1600字。之后可能對按鍵編程部分進行分析（可能是視頻形式，打字的話，太多了）

按鍵模塊的編程，實際上就是根據檢測口的電平變化和按鍵電路的狀態，判斷出按鍵模塊中哪個按鍵是真的按下了，按鍵編程的最基礎，常用的就是區分出每一個按鍵，其次是每個按鍵的長按，短按，雙擊。最后才是組合按鍵的情況。組合按鍵是指多個按鍵同時按下的情況，比如電腦鍵盤存在3個按鍵同時按下的情況。多個按鍵同時按下，獨立按鍵是比較好處理的，因為不存在電路問題，其他的按鍵電路，有的電路不能容忍多個按鍵同時按下，如，ADC檢測按鍵，還有的電路，檢測起來的程序可能更加復雜，這里就不進行展開了。

按鍵的模塊的設計，主要內容是：按鍵數量和需要IO口的數量，當然有些不常見的按鍵電路，需要一些其他器件，芯片輔助完成。

下表為按鍵設計的一些方案（占用IO口數量在8個IO口以內，可使用擴展芯片。只列出來一部分，有些專用的按鍵檢測芯片，因為本人沒有使用過，所以這里沒有列出來，歡迎評論區留言）

表1 一些按鍵檢測方案

方案1，2的電路圖相似，編程上也基本一致，但是要做到3X3矩陣按鍵不影響8個IO口剩下的兩個，需要對4X4矩陣按鍵的代碼做出一些優化，這里就不進行展開了。下圖是4X4矩陣按鍵和3X3矩陣按鍵的原理圖。

方案3-6,看似就是按鍵數量的增加，電路的重復，實際上針對不同的按鍵數量，他們的編程可能存在不同，比如最常見的獨立按鍵編程，只檢測一個按鍵，那如何編程2個獨立按鍵的程序呢？復制，再寫個一樣的函數？這樣做的效率其實很低。獨立按鍵的原理圖如圖所示。同時獨立按鍵可以加上0.1Uf的電容進行消抖處理，這樣我們代碼中就不需要軟件消抖了。

方案7，8都是按鍵結合二極管，使得較少的IO口可以檢測出較多的按鍵，這兩個我之前都分析過的，也分享過視頻，這里就不進行展開了。

方案9，4個IO口檢測52個按鍵，這里使用了較多的二極管，這個的檢測原理和方案7,8相似，這里不進行展開了，本人還沒有進行測試。但是原理沒有問題，同時4個IO口理論上可以檢測更多的按鍵，不過還需要增加二極管的數量。

方案10，譯碼器+
IO口方案，這個其實就是一個掃描方案，如果你的電路中出現數碼管，可以和數碼管的位選進行結合，減少單片機IO口的使用數量，當然那樣你的代碼可能更加的復雜。

方案11，一個IO口檢測兩個按鍵，這個設計呢，可能有點超出大部人的理解，但這個設計確實可以存在。通過判斷IO電平是被拉高還是拉低區分出兩個按鍵的動作。

方案12，矩陣按鍵8X8，是一個我之前制作過的一個項目，使用譯碼器進行掃描，使用CD4051讀取按鍵的狀態，64個按鍵需要掃描64次才完成一輪，當檢測按鍵按下時，停止掃描，進行按鍵的，短按，長按，雙擊判斷，算是轉化為普通的按鍵了。

方案13，ADC檢測按鍵，這個方案作為最節省IO口的代表，每次我發其他類型的視頻，總是有人推薦這個，有一說一，確實。但是這個是需要ADC口的，同時這個按鍵組合，一定不能存在兩個按鍵同時被按下的情況。還有就是電路中的電阻精度，盡量選擇1%，選擇5%精度的電阻可能出現按鍵檢測錯誤現象。

方案14-20，又是一系列方案，這個方案和方案7.8.9是一樣的，從方案7，8，9演變而來，取消了方案7，8，9中的部分情況。

方案20，這個8個IO口檢測64個按鍵，其中電路中二極管的數量為8個，這8個二極管的作用就是：區分出是IO1拉低了IO2，還是IO2拉低了IO1。區分出這些呢，一共是56種情況，加上最下邊的8個獨立按鍵，即可實現64個按鍵的區分。

方案21，8路觸摸按鍵。這個方案我是測試過的，可行，但是電路需要較多的元件，因為這個電路是從最基礎的部分做起。這個的原理就不分析了，分析起來能新開一篇文章。

至此，21個電路，12種按鍵方案的電路圖已經分享完了，部分方案我是分享過視頻的，而每一個方案都是可行的（如果問題，可以提出），之后呢，可能對每種方案的編程思想進行詳解，敬請期待。