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多功能信号采集,信号采集和处理智能终端.doc

来源:整理 时间:2022-03-31 07:14:26 编辑:华为40 手机版

单片机用一个IO口采集多个按键信号,如何实现?

单片机用一个IO口采集多个按键信号,如何实现

在设计中如果用到IO口不够用,我们肯定第一时间想到的就是通过电阻分压,根据按下不同按键,来让不同阻值的电阻接到分压电路中,然后ADC模块做电压数据读取分析对应按键按下。下文就和大家分享下单片机设计AD按键的内容。AD按键设计硬件部分电路有两种电路形式,一种的电阻串联,您一种是电阻并联,这两种都是通过电阻分压的原理实现的,下面通过电路图一一介绍

电阻并联型AD按键上图有10个按键,不同按键按下,分到的电压值不同,电阻值我已经计算好了,有部分误差,但已经是算成最小误差值了,以后大家可直接使用。对应的分压依次值有0.1Vref、0.2Vref ~ 0.9Vref、0.99Vref,共10个档位。单片机ADC通过读取电路中ADCIN处的电压识别对应按键按下。

上图电阻并联型AD按键电路有一个缺点就是如果有两个按键同时按下,会有错误识别的可能出现,扛干扰差,所以并联型AD按键电路很少使用。电阻串联型AD按键上图中有10个按键,对应电阻值按照ADCIN处的电压分别为Vref的x/10(x=1,2,3...9,10)倍算好,使用的电阻值也已经按照最小误差定的,可直接使用。

不同按键按下,ADCIN处的电压不同,单片机ADC模块读出ADC值,从而识别对应哪个按键按下。上图中电阻使用串联的方式接在电路中,这样也就有一个电阻坏,就会影响到其他按键检测的问题。如果两个按键按下,只会识别一个靠近图中ADCIN处的按键,这样不会有像并联型AD按键电路哪有识别有误的问题存在,但是这里电阻的误差不好控制,所以我对上面电路做了改进。

如下图:这个电路的好处就是这里将串联的电阻设计成等值的形式,这样在生产时也不必买更多阻值的电阻了。具体怎么分压的相信大家一看就懂。这里只是巧妙的应用了一个1M的电阻,一个电阻和大于它很多倍(一般理解为10倍以上)的电阻并联,并联后的阻值依然可以理解为和这个电阻值相等。同样的可以将电阻并联型AD按键电路改成等阻值的,这里就不在做出解答,有兴趣的朋友可以发挥下自己的脑力看看怎么设计。

使用AD按键时有个需要注意的地方就是,按键尽量选择好些的。因为按键本身按下也是有阻值的,特别是用了久的按键,其按键接触点容易氧化,造成按键按下,有一定的按键阻值接在电路中。从而影响程序的识别,特别是我国南方较潮湿的地区,差一定的按键触电特别容易生锈氧化。所以AD按键也就存在了比单独通过读IO电平识别的按键短的寿命短的问题。

所以这种按键也不是很推荐使用的。特别是按键数量越多,出现问题的数量也就越多。AD按键程序设计在程序设计前,首先要明白AD按键设计的原理和程序设计的思路。如果一个8位的ADC模块,要设计成10个按键,就是将8位ADC满值255等分成10份,没份之间有大约25个差值,比如一个按键按下的ADC值在25±11的位置,那么它临近的按键就是50±11的位置。

对应的识别这些值,就可以识别那个按键按下了。当然为了抗干扰强,最好等分的数要少,8位的话等分最好不要超过8个按键,否则抗干扰不是很好,如果是8个按键的话每个按键的ADC差值为32,按键间的ADC差值越大,越有利于抗干扰。AD按键程序思路:每隔10ms(这个时间是按键抖动的滤波时间)读一次ADC按键值,根据值的范围,将对应的按键数值加到AD按键FIFO中(这里缓冲区8个字节长),如果AD按键FIFO满了,如果FIFO前4个值是0(对应按键没按下),最后2个值是相等的(对应按键按下),中间的2个值对应按键抖动时的值,不用管,相当于有20ms的抖动滤波时间,那么就人为最后这两个相等的值的对应按键按下了。

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