一種用單個(gè)io口擴(kuò)展多個(gè)按鍵的電路結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用單個(gè)IO口擴(kuò)展多個(gè)按鍵的電路結(jié)構(gòu)，其包括第一電阻、第二電阻、第一電容、第一按鍵和第二按鍵，第二電阻的一端與外部微控制單元的一個(gè)IO口連接，第二電阻的另一端與第一電容的一端連接，且其公共連接端分別與第一電阻的一端和第二按鍵的一端連接，第一電容的另一端和第二按鍵的另一端均接地，第一電阻的另一端與第一按鍵的一端連接，第一按鍵的另一端接電源電壓；優(yōu)點(diǎn)是該電路僅包括第一電阻、第二電阻、第一電容、第一按鍵和第二按鍵，不僅電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且只需要用單個(gè)IO口就可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)按鍵信號(hào)的輸入，控制方便，占用IO口少，提高了IO口的利用率，節(jié)省了微控制單元的資源，并不需要IO口具有額外的功能，響應(yīng)速度快。
【專利說(shuō)明】—種用單個(gè)IO 口擴(kuò)展多個(gè)按鍵的電路結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用IO 口擴(kuò)展按鍵的技術(shù)，尤其是涉及一種用單個(gè)IO 口擴(kuò)展多個(gè)按鍵的電路結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]微控制單元(MCU)由于具有高性能、高代碼密度、小硅片面積等優(yōu)點(diǎn)，因此在消費(fèi)類電子產(chǎn)品、智能家電、儀表儀器及工業(yè)控制等領(lǐng)域中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。對(duì)于一些人機(jī)交互頻繁的嵌入式系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，鍵盤作為一種普遍使用的人機(jī)交互途徑，由于其直觀、簡(jiǎn)單而具有不可替代的作用，因此在微控制單元設(shè)計(jì)過(guò)程中，通常使用芯片的GPIO(通用輸入/輸出)口來(lái)進(jìn)行按鍵擴(kuò)展。然而，為了有效地節(jié)省芯片的資源，應(yīng)盡可能使用最少的IO 口來(lái)擴(kuò)展更多的按鍵。
[0003]目前，常見的IO口擴(kuò)展按鍵的方法主要有:獨(dú)立式、矩陣式、AD (模數(shù))采樣式等幾種，但是這幾種方法都存在難以克服的固有缺陷。比如:獨(dú)立式，一個(gè)IO 口只能擴(kuò)展一個(gè)按鍵，如果想擴(kuò)展多個(gè)按鍵，則需要多個(gè)IO 口 ；矩陣式，多個(gè)IO 口擴(kuò)展多個(gè)按鍵，占用IO 口過(guò)多；AD采樣式，雖然一個(gè)IO 口可以擴(kuò)展多個(gè)按鍵，但是要求IO 口具備AD轉(zhuǎn)換功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且只需使用單個(gè)IO 口就能擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)兩個(gè)及兩個(gè)以上按鍵的電路結(jié)構(gòu)。
[0005]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種用單個(gè)IO 口擴(kuò)展多個(gè)按鍵的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于包括第一電阻、第二電阻、第一電容、第一按鍵和第二按鍵，所述的第二電阻的一端與外部微控制單元的一個(gè)IO 口連接，所述的第二電阻的另一端與所述的第一電容的一端連接，且其公共連接端分別與所述的第一電阻的一端和所述的第二按鍵的一端連接，所述的第一電容的另一端和所述的第二按鍵的另一端均接地，所述的第一電阻的另一端與所述的第一按鍵的一端連接，所述的第一按鍵的另一端接電源電壓。
[0006]所述的第一電阻的一端與所述的第二按鍵的一端的公共連接端與電源電壓之間并聯(lián)設(shè)置有多支第三按鍵擴(kuò)展支路。
[0007]所述的第三按鍵擴(kuò)展支路包括第三電阻和第三按鍵，所述的第一電阻的一端與所述的第二按鍵的一端的公共連接端與所述的第三電阻的一端連接，所述的第三電阻的另一端與所述的第三按鍵的一端連接，所述的第三按鍵的另一端接電源電壓。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0009]I)該電路結(jié)構(gòu)僅包括第一電阻、第二電阻、第一電容、第一按鍵和第二按鍵,不僅電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且只需要用單個(gè)IO 口就可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)按鍵信號(hào)的輸入，控制方便，占用IO 口少，提高了 IO 口的利用率，節(jié)省了微控制單元的資源，并不需要IO 口具有額外的功能，響應(yīng)速度快。
[0010]2)該電路結(jié)構(gòu)可通過(guò)設(shè)置多支第三按鍵擴(kuò)展支路，以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)以上按鍵信號(hào)的輸入，即在兩個(gè)按鍵的基礎(chǔ)之上還可以通過(guò)硬件擴(kuò)展更多的按鍵，這樣對(duì)于功能強(qiáng)大而IO 口有限的芯片具有極大的應(yīng)用和參考價(jià)值。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為實(shí)施例一的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為實(shí)施例二的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0014]為了提高微控制單元的IO 口的利用率，盡可能用少的IO 口實(shí)現(xiàn)多個(gè)按鍵電路擴(kuò)展，以增強(qiáng)微控制單元的IO 口的擴(kuò)展功能和用途，本實(shí)用新型提出了一種用單個(gè)IO 口擴(kuò)展多個(gè)按鍵的電路結(jié)構(gòu)，其利用電容充放電原理結(jié)合IO 口的輸入輸出切換，可以實(shí)現(xiàn)單個(gè)IO口多個(gè)按鍵的擴(kuò)展，這種按鍵擴(kuò)展方法充分利用了硬件資源，實(shí)現(xiàn)了用單個(gè)IO 口擴(kuò)展多個(gè)按鍵。
[0015]實(shí)施例一:
[0016]本實(shí)施例提出的一種用單個(gè)IO 口擴(kuò)展多個(gè)按鍵的電路結(jié)構(gòu)，如圖1所示，其包括第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容Cl、第一按鍵SI和第二按鍵S2，第二電阻R2的一端與外部微控制單元MCU的一個(gè)IO 口連接，第二電阻R2的另一端與第一電容Cl的一端連接，且其公共連接端分別與第一電阻Rl的一端和第二按鍵S2的一端連接，第一電容Cl的另一端和第二按鍵S2的另一端均接地GND，第一電阻Rl的另一端與第一按鍵SI的一端連接，第一按鍵SI的另一端接電源電壓VCC。在此，第一電阻Rl的存在有效地避免了第一按鍵SI和第二按鍵S2同時(shí)按下時(shí)造成短路，對(duì)電路具有保護(hù)作用。
[0017]本實(shí)施例提出的電路結(jié)構(gòu)的工作過(guò)程為:
[0018]第一步:當(dāng)需要進(jìn)行按鍵識(shí)別時(shí)，微控制單元MCU的IO 口首先輸出高電平信號(hào)1，此時(shí)IO 口通過(guò)第二電阻R2對(duì)第一電容Cl進(jìn)行充電，充電時(shí)間由第二電阻R2的電阻值和第一電容Cl的電容值共同決定,一般充電時(shí)間在100微妙左右。
[0019]第二步:轉(zhuǎn)為輸入狀態(tài)，延時(shí)，且延時(shí)時(shí)間在100微妙左右，微控制單元MCU讀取IO 口狀態(tài)，若此時(shí)第二按鍵S2按下，則必為低電平，因此如果微控制單元MCU讀取IO 口狀態(tài)為低電平，則可判定是第二按鍵S2按下；如果微控制單元MCU讀取IO 口狀態(tài)為高電平，則可判定是第一按鍵SI按下或無(wú)按鍵按下。
[0020]第三步:微控制單元MCU的IO 口輸出高電平信號(hào)1，充電時(shí)間在100微妙左右。
[0021]第四步:再轉(zhuǎn)為輸入狀態(tài)，延時(shí)，且延時(shí)時(shí)間在100微妙左右，微控制單元MCU讀取IO 口狀態(tài)，若此時(shí)第一按鍵SI按下，則必為高電平，因此如果微控制單元MCU讀取IO 口狀態(tài)為高電平，則可判定第一按鍵SI按下；如果微控制單元MCU讀取IO 口狀態(tài)為低電平，則可判定無(wú)按鍵按下。
[0022]實(shí)施例二:
[0023]本實(shí)施例提出的一種用單個(gè)IO 口擴(kuò)展多個(gè)按鍵的電路結(jié)構(gòu)，如圖2所示，其包括第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容Cl、第一按鍵SI和第二按鍵S2，第二電阻R2的一端與外部微控制單元MCU的一個(gè)IO 口連接，第二電阻R2的另一端與第一電容Cl的一端連接，且其公共連接端分別與第一電阻Rl的一端和第二按鍵S2的一端連接，第一電容Cl的另一端和第二按鍵S2的另一端均接地GND，第一電阻Rl的另一端與第一按鍵SI的一端連接，第一按鍵SI的另一端接電源電壓VCC。
[0024]在此具體實(shí)施例中，第一電阻Rl的一端與第二按鍵S2的一端的公共連接端與電源電壓VCC之間并聯(lián)設(shè)置有N支第三按鍵擴(kuò)展支路，每支第三按鍵擴(kuò)展支路均包括第三電阻和第三按鍵，如第I支第三按鍵擴(kuò)展支路包括第I個(gè)第三電阻RS1和第I個(gè)第三按鍵S31;第2支第三按鍵擴(kuò)展支路包括第2個(gè)第三電阻R32和第2個(gè)第三按鍵S32，第N支第三按鍵擴(kuò)展支路包括第N個(gè)第三電阻R3n和第N個(gè)第三按鍵S3n，第一電阻Rl的一端與第二按鍵S2的一端的公共連接端分別與每個(gè)第三電阻的一端連接，每個(gè)第三電阻的另一端與對(duì)應(yīng)的第三按鍵的一端連接，每個(gè)第三按鍵的另一端接電源電壓VCC。
[0025]在此，N為大于或等于I的正整數(shù)，可根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置N的值，即可根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置多支第三按鍵擴(kuò)展支路，但要求N個(gè)第三電阻的電阻值各不相同，這樣就可以區(qū)分N個(gè)第三按鍵，即通過(guò)第一電容Cl的放電時(shí)間不同來(lái)判斷哪個(gè)第三按鍵閉合。
【權(quán)利要求】
1.一種用單個(gè)IO 口擴(kuò)展多個(gè)按鍵的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于包括第一電阻、第二電阻、第一電容、第一按鍵和第二按鍵，所述的第二電阻的一端與外部微控制單元的一個(gè)IO 口連接，所述的第二電阻的另一端與所述的第一電容的一端連接，且其公共連接端分別與所述的第一電阻的一端和所述的第二按鍵的一端連接，所述的第一電容的另一端和所述的第二按鍵的另一端均接地，所述的第一電阻的另一端與所述的第一按鍵的一端連接，所述的第一按鍵的另一端接電源電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用單個(gè)IO口擴(kuò)展多個(gè)按鍵的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的第一電阻的一端與所述的第二按鍵的一端的公共連接端與電源電壓之間并聯(lián)設(shè)置有多支第三按鍵擴(kuò)展支路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用單個(gè)IO口擴(kuò)展多個(gè)按鍵的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的第三按鍵擴(kuò)展支路包括第三電阻和第三按鍵，所述的第一電阻的一端與所述的第二按鍵的一端的公共連接端與所述的第三電阻的一端連接，所述的第三電阻的另一端與所述的第三按鍵的一端連接，所述的第三按鍵的另一端接電源電壓。
【文檔編號(hào)】H03M11/20GK203457140SQ201320462138
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月30日
【發(fā)明者】俞建定, 楊高波, 文化鋒, 李有明, 駱國(guó)慶, 王銀 申請(qǐng)人:寧波大學(xué)