3個(gè)IO通過(guò)一片74hc595擴(kuò)展8個(gè)輸出IO，3個(gè)IO通過(guò)一片74hc1655擴(kuò)展8個(gè)輸入IO，最終成為8X8的矩陣鍵盤(pán)。對(duì)于普通的矩陣鍵盤(pán)，再加入防止鬼鍵、消抖和按下與松開(kāi)識(shí)別。
一、74hc595介紹
74HC595是一個(gè)8位串行輸入、并行輸出的移位緩存器。通俗的來(lái)講就是在輸入時(shí)鐘的上升沿?cái)?shù)據(jù)輸入端的數(shù)據(jù)可以位移進(jìn)入芯片內(nèi)部的位移緩存器，多位數(shù)據(jù)移位輸入完成后，在輸出鎖存時(shí)鐘的上升沿時(shí)將數(shù)據(jù)存入并行輸出緩存器，在輸出使能時(shí)數(shù)據(jù)輸出到并行輸出端。相當(dāng)于可以通過(guò)3個(gè)IO口控制輸出并行的8個(gè)IO口，甚至通過(guò)74hc595的級(jí)聯(lián)擴(kuò)展更多的IO，相比于74HC138更加的靈活和可擴(kuò)展。這里介紹怎么使用，具體的性能參數(shù)靠參考技術(shù)手冊(cè)。
符號(hào) |
引腳 |
描述 |
Q0--Q7 |
第15腳， 第1-7腳 |
8位并行數(shù)據(jù)輸出 |
GND |
第8腳 |
電源地 |
Q7’ |
第9腳 |
串行數(shù)據(jù)輸出 |
SCLK#(MR) |
第10腳 |
主復(fù)位(低電平有效)，可接VCC |
SCK(SH_CP) |
第11腳 |
數(shù)據(jù)輸入時(shí)鐘線 |
RCK(ST_CP) |
第12腳 |
輸出存儲(chǔ)器鎖存時(shí)鐘線 |
G#(OE) |
第13腳 |
輸出有效(低電平有效)，可接地 |
SER(DS) |
第14腳 |
串行數(shù)據(jù)輸入 |
VCC |
第16腳 |
電源正級(jí) |
表x 引腳定義
圖x 74hc595操作示意圖
74HC595可以進(jìn)行級(jí)聯(lián)，級(jí)聯(lián)時(shí)共用數(shù)據(jù)輸入時(shí)鐘、數(shù)據(jù)鎖存時(shí)鐘和輸出數(shù)據(jù)使能口。不同的是Q7’接下一片74HC595的串行數(shù)據(jù)輸入口，相當(dāng)于上一片595的數(shù)據(jù)移位溢出之后，數(shù)據(jù)就進(jìn)入了下片595。
二、74HC165介紹
74HC165是一款高速CMOS八位并入串出移位寄存器，功能與74HC595相反。這里介紹怎么使用，具體的性能參數(shù)靠參考技術(shù)手冊(cè)。
符號(hào) |
引腳 |
描述 |
SH/LD(PL) |
第1腳 |
數(shù)據(jù)加載控制， 低電平時(shí)讀取并行輸入端口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在移位寄存器中 高電平時(shí)串行數(shù)據(jù)從DS進(jìn)入移位寄存器中，用于級(jí)聯(lián) |
CLK(CP) |
第2腳 |
時(shí)鐘輸入，上升沿觸發(fā)。CE使能時(shí)，移位輸出。 |
A-F |
第11-14 3-6腳 |
并行數(shù)據(jù)輸入引腳 |
QH’ |
第7腳 |
串行數(shù)據(jù)互補(bǔ)輸出 |
GND |
第8腳 |
電源地 |
QH |
第9腳 |
串行數(shù)據(jù)輸出引腳 |
SER(DS) |
第10腳 |
串行數(shù)據(jù)輸入引腳 |
CLK_INH(CE) |
第15腳 |
時(shí)鐘輸入使能引腳，低電平觸發(fā)，可接地 |
VCC |
第16腳 |
電源正極 |
表x 引腳定義
圖x 74hc165操作示意圖
74HC165可以進(jìn)行級(jí)聯(lián)，級(jí)聯(lián)時(shí)共用數(shù)據(jù)輸入時(shí)鐘、數(shù)據(jù)鎖存時(shí)鐘和輸出數(shù)據(jù)使能口。不同的是DS接下一片74HC165的QH/QH’，相當(dāng)于把多片165的移位寄存器串聯(lián)起來(lái)，在時(shí)鐘信號(hào)下數(shù)據(jù)逐步輸出。
三、8x8矩陣鍵盤(pán)
8x8采用一片74hc595、一片74hc165、64個(gè)按鍵和64個(gè)二極管組成。其中595負(fù)責(zé)行掃描按鍵，165負(fù)責(zé)掃描選中的這一行的按鍵。如圖595掃描第一行，即輸出b01111111，165檢測(cè)到第3列的電平為0，即1行3列的按鍵被按下，依次循環(huán)掃描檢測(cè)。這樣就是矩陣鍵盤(pán)的設(shè)計(jì)原理，但是在多個(gè)按鍵被按下的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)幽靈按鍵或者鬼鍵的問(wèn)題。
圖x 矩陣鍵盤(pán)示意圖
幽靈按鍵或者鬼鍵出現(xiàn)在一個(gè)矩形的三個(gè)角的按鍵被按下后，會(huì)檢測(cè)為剩余一個(gè)角上的按鍵被按下，就好像出現(xiàn)了一個(gè)幽靈按鍵。如下圖，1行3，4列，2行3列被按下，但是會(huì)檢測(cè)到按下的是2行4列的按鍵。解決的辦法就是在按鍵的左邊或者右邊加入一個(gè)二極管，使得電流只能單方向的流動(dòng)。
圖x 鬼鍵示意圖
四、軟件設(shè)計(jì)
軟件中包含了行掃描和列檢測(cè)，其中還增加了按鍵的消抖檢測(cè)。當(dāng)按鍵按下時(shí)，電平會(huì)有一段信號(hào)不穩(wěn)定的時(shí)間，要等到電平穩(wěn)定之后才能判斷按鍵確實(shí)按下。為了消抖，創(chuàng)建了兩個(gè)二維數(shù)組，一個(gè)記錄檢測(cè)到一次按下信號(hào)后掃描的次數(shù)，一個(gè)記錄按下信號(hào)的次數(shù)，比較這兩個(gè)數(shù)，相差較大則不穩(wěn)定，記錄的數(shù)據(jù)多并且兩個(gè)數(shù)據(jù)相差較小時(shí)則穩(wěn)定。
/*
reg:
KeyScane -> 檢測(cè)到按下就加1
KeyCount -> 當(dāng)檢測(cè)到一次按鍵按下后，每掃描一次就加1
KeyStatus -> 0未按下的檢測(cè)按下?tīng)顟B(tài)，1按下的穩(wěn)定狀態(tài)，2未按下或者處于松開(kāi)狀態(tài)
size -> shape of matrix
*/
void ScanKey(unsigned char* KeyScane, unsigned char* KeyCount, unsigned char* KeyStatus, unsigned char size){
unsigned char ScanData = 0;
unsigned char index_scan, index_move;
// 行掃描
for(index_scan=0; index_scan<8; index_scan++){
ScanData = ~(0x01 << index_scan);
// 595寫(xiě)入數(shù)據(jù),從高位開(kāi)始，也就是先掃描QA，SCK上升沿將數(shù)據(jù)移入，RCK上升沿?cái)?shù)據(jù)輸出
KRCK = 0;
for(index_move=0; index_move<8; index_move++){
DATA_OUT = (ScanData << index_move) & 0x80;
KSCK = 0;
mDelayuS(10);
KSCK = 1;
}
KRCK = 1;
//列掃描
// 165檢查輸入，當(dāng)PL拉高時(shí)，CP給一個(gè)上升沿，8位寄存器中的值就通過(guò)Q7輸出一位
PL = 0;
mDelayuS(10);
PL = 1;
for(index_move=0; index_move<8; index_move++){
// 未按下的檢測(cè)按下?tīng)顟B(tài)
if(KeyStatus[index_scan*size+index_move] == 0){
if(KeyScane[index_scan*size+index_move] >= 1){
KeyCount[index_scan*size+index_move] += 1;
}
if(DATA_IN == 0){
KeyScane[index_scan*size+index_move] += 1;
}
}
// 不處于檢測(cè)按下?tīng)顟B(tài)
else{
if(DATA_IN == 1){
KeyStatus[index_scan*size+index_move] = 2;
}
}
CP = 0;
mDelayuS(10);
CP = 1;
mDelayuS(10);
}
}
}在app應(yīng)用中做如下操作：文章來(lái)源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-497760.html
UINT8X AT(0x00c8) KeyScane[8][8];
UINT8X AT(0x0108) KeyCount[8][8];
UINT8X AT(0x0148) KeyStatus[8][8];
memset(KeyScane, 0, sizeof(KeyScane));
memset(KeyCount, 0, sizeof(KeyCount));
memset(KeyStatus, 0, sizeof(KeyStatus));
while(1){
ScanKey((unsigned char*)KeyScane, (unsigned char*)KeyCount, (unsigned char*)KeyStatus, 8);
// 當(dāng)keycount比keyscane大n時(shí)都置位0，說(shuō)明是誤觸；
// 當(dāng)keyscane的值大于n，都置位0，說(shuō)明按下去了
for(h=0; h<8; h++){
for(l=0; l<8; l++){
// 處于檢測(cè)按下?tīng)顟B(tài)
if(KeyStatus[h][l]==0){
// 誤觸，計(jì)數(shù)清零，狀態(tài)不變
if(KeyCount[h][l]-KeyScane[h][l] >= n){
KeyCount[h][l] = 0;
KeyScane[h][l] = 0;
}
// 檢測(cè)到穩(wěn)定按下，計(jì)數(shù)清零，置位按鍵處于穩(wěn)定按下?tīng)顟B(tài)，將檢測(cè)松開(kāi)，處理按下業(yè)務(wù)
if(KeyScane[h][l] >= n){
KeyStatus[h][l] = 1;
KeyCount[h][l] = 0;
KeyScane[h][l] = 0;
}
}
// 檢測(cè)到松開(kāi)，計(jì)數(shù)清零，置位按鍵處于檢測(cè)按下?tīng)顟B(tài)，處理松開(kāi)業(yè)務(wù)
else if (KeyStatus[h][l]==2)
{
KeyStatus[h][l] = 0;
KeyCount[h][l] = 0;
KeyScane[h][l] = 0;
}
}
}
}CH552的GPIO配置：文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-497760.html
// 595 通用數(shù)據(jù)輸出
#define DATA_OUT P1_1
// 按鍵 595
#define KRCK P3_1
#define KSCK P3_0
// 按鍵 165
#define CP P1_6
#define PL P1_7
#define DATA_IN P1_5
/*******************************************************************************
* Function Name : PortCfg()
* Description : 端口配置
* Input : PortN 1,3
Mode 0 = 浮空輸入，無(wú)上拉
1 = 推挽輸入輸出
2 = 開(kāi)漏輸入輸出，無(wú)上拉
3 = 類(lèi)51模式，開(kāi)漏輸入輸出，有上拉，內(nèi)部電路可以加速由低到高的電平爬升
,UINT8 Pin (0-7)
* Output : None
* Return : None
*******************************************************************************/
void PortCfg(unsigned char PortN, unsigned char Mode, unsigned char Pin){
if(PortN==1){
switch(Mode){
case 0:
P1_MOD_OC = P1_MOD_OC & ~(1<<Pin);
P1_DIR_PU = P1_DIR_PU & ~(1<<Pin);
break;
case 1:
P1_MOD_OC = P1_MOD_OC & ~(1<<Pin);
P1_DIR_PU = P1_DIR_PU | (1<<Pin);
break;
case 2:
P1_MOD_OC = P1_MOD_OC | (1<<Pin);
P1_DIR_PU = P1_DIR_PU & ~(1<<Pin);
break;
case 3:
P1_MOD_OC = P1_MOD_OC | (1<<Pin);
P1_DIR_PU = P1_DIR_PU | (1<<Pin);
break;
default:
break;
}
}
else if(PortN==3){
switch(Mode){
case 0:
P3_MOD_OC = P3_MOD_OC & ~(1<<Pin);
P3_DIR_PU = P3_DIR_PU & ~(1<<Pin);
break;
case 1:
P3_MOD_OC = P3_MOD_OC & ~(1<<Pin);
P3_DIR_PU = P3_DIR_PU | (1<<Pin);
break;
case 2:
P3_MOD_OC = P3_MOD_OC | (1<<Pin);
P3_DIR_PU = P3_DIR_PU & ~(1<<Pin);
break;
case 3:
P3_MOD_OC = P3_MOD_OC | (1<<Pin);
P3_DIR_PU = P3_DIR_PU | (1<<Pin);
break;
default:
break;
}
}
}
void Init_GPIO_HC(void){
PortCfg(1, 3, 1);
PortCfg(1, 3, 6);
PortCfg(1, 3, 7);
PortCfg(1, 3, 5);
PortCfg(3, 3, 0);
PortCfg(3, 3, 1);
PortCfg(3, 3, 4);
PortCfg(3, 3, 3);
}到了這里，關(guān)于單片機(jī)(二):3個(gè)IO擴(kuò)展n*8個(gè)IO，基于74hc595與74hc165的8x8矩陣鍵盤(pán)的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
