节省MCU端子引脚的按键配置方法及按键电路结构技术

节省MCU端子引脚的按键配置方法，其中：(1)按键端口中的端子引脚可配置为高阻模式和推挽模式；(2)各按键端口均分别与其他按键端口配合成对，各对配合的按键端口之间均并联两个按键，即按键电路含有n×(n‑1)个按键；(3)每一个按键端口均外接驱动电压，各对配合的按键端口之间并联的按键设置为反向导通；(4)MCU根据按键端口的配合成对方式按时序成对的扫描按键端口；扫描每一对按键端口时，依次将其中一个端子引脚配置成高阻模式，另一个端子引脚则配置成推挽模式并置零，此时相对于高阻模式的端子引脚正向导通的按键被按下时，其电平将被拉低；MCU即可通过扫描的时序和该时序中电平被拉低的端子引脚来获得按键的状态。

【技术实现步骤摘要】
节省MCU端子引脚的按键配置方法及按键电路结构
本专利技术涉及单片机
，具体是节省MCU端子引脚的按键配置方法及按键电路结构。
技术介绍
微控制器(以下简称MCU)外接实体按键时，按键和MCU的连接方式决定了MCU扫描识别按键的方式，而MCU扫描识别按键的方式也决定了MCU控制程序的编写方式和MCU的端子引脚利用效率。在现有技术中，已知的按键和MCU的连接方式多为以下三者之一：(1)MCU的一个端子引脚对应一个按键，程序编制简单，任意按键之间能同时识别，不会有冲突，但是缺点也很明显，MCU的引脚利用率太低。因此，这种连接方式适用于产品功能比较简单，端子引脚比较充裕或者是按键数目需求较少的场合使用(2)MCU的端子引脚线按行列组合排列，按键分布在行列线的交叉点上构成矩阵连接。以图1所示的按键电路为例，MCU使用8个端子引脚按4x4的矩阵方式排列，如此则可以连接16个按键，有效节省了MCU的端子引脚。但是其缺点是不能识别在同一个行/列线上同时按下的按键，只可识别不同行/列线上同时按下的按键。因此，这种连接方式适用产品功能较复杂，端子引脚数量比较紧张或者是按键数目需求较多的场合使用，比如说组合成一个4x4的16按键的数字键盘。(3)通过一个具备ADC(数模转换功能)的端子引脚连接一个按键阶梯，以图2所示的按键电路为例，利用该端子引脚的数模转换功能可以有效识别多个组成电压阶梯的按键。此种方式理论上能极大地节省端子引脚，但是缺点也很明显，一定需要带ADC功能的MCU。此外，因为按键接触引脚氧化等其他一些老化因素，在实际的使用过程中经常导致接触引脚电阻变化导致电压偏差太大，从而导致按键识别错误。这个方式曾经在老一代的数字彩色CRT电视机时代大量使用过，但是实践经验证明，这种方式的产品在使用一两年后无一例外的出现了按键识别错误或导致根本不能有效识别的情况，因此可以说此种方式基本上已被淘汰。因此，在现有技术中的按键电路基本局限于(1)、(2)两种按键和MCU的连接方式之一，难以突破。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是弥补现有技术的上述不足，提供节省MCU端子引脚的按键配置方法，从而比现有技术更大程度的节省MCU的端子引脚，提高其端子引脚的利用效率。为了实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案。节省MCU端子引脚的按键配置方法，MCU有n个端子引脚定义为按键端口，通过按键端口连接有按键电路，其中：(1)按键端口中的端子引脚可配置为高阻模式和推挽模式；(2)各按键端口均分别与其他按键端口配合成对，各对配合的按键端口之间均并联两个按键，即按键电路含有n×(n-1)个按键；(3)每一个按键端口均外接驱动电压，各对配合的按键端口之间并联的按键设置为反向导通；(4)MCU根据按键端口的配合成对方式按时序成对的扫描按键端口；扫描每一对按键端口时，依次将其中一个端子引脚配置成高阻模式，另一个端子引脚则配置成推挽模式并置零，此时相对于高阻模式的端子引脚正向导通的按键被按下时，其电平将被拉低；MCU即可通过扫描的时序和该时序中电平被拉低的端子引脚来获得按键的状态。根据上述的节省MCU端子引脚的按键配置方法，本专利技术提供了一种按键电路结构，其技术方案如下：MCU有n个端子引脚定义为按键端口，各按键端口均分别与其他按键端口配合成对，各对配合的按键端口之间均并联两个按键，即构成含有n×(n-1)个按键的按键电路；每一个按键端口均外接驱动电压VCC；各按键分别串联有二极管，并且各对配合的按键端口之间的按键，其串联的二极管导通方向相反。作为上述按键电路结构的改进，按键端口外接的驱动电压VCC通过下拉电阻与该按键端口连接。进一步的，按键端口外接的驱动电压VCC为3.3-5伏，下拉电阻为10k欧。本专利技术还提供了另外一种节省MCU端子引脚的按键配置方法，MCU有n个端子引脚定义为按键端口，通过按键端口连接有按键电路，其中：(1)按键端口中的端子引脚可配置为上拉模式和下拉模式；(2)各按键端口均分别与其他按键端口配合成对，各对配合的按键端口之间均并联两个按键，共提供n×(n-1)个按键，各对配合的按键端口之间并联的按键设置为反向导通；(3)每一个按键端口均配置有上下拉控制开关，该上下拉控制开关在对应的按键端口配置为上拉模式时为该按键端口接入驱动电压，该上下拉控制开关在对应的按键端口配置为下拉模式时为该按键端口接地；(4)各按键端口还分别直接连接有另外两个按键，共提供2n个按键，即按键电路总共含有n×(n+1)个按键；各按键端口直接连接的按键，其一端连接对应的按键端口，其另一端分别接地和连接驱动电压；(5)MCU根据按键端口的配合成对方式按时序成对的扫描按键端口；扫描每一对按键端口时，依次将其中一个端子引脚配置成上拉模式使其接入驱动电压，另一个端子引脚则配置成下拉模式使其接地；此时该对配合的按键端口之间并联的两个按键，其中相对于接入驱动电压的端子引脚正向导通的按键被按下时，接入驱动电压的端子引脚电平将被拉低；MCU即可通过以上扫描的时序和该时序中电平被拉低的端子引脚来获得该对配合的按键端口之间并联的两个按键的状态；(6)MCU另按时序对各按键端口进行扫描，被扫描的按键端口，其端子引脚依次被配置成上拉模式和下拉模式，并且与之配合成对的按键端口不被相应的配置为与之相反的下拉模式和上拉模式；端子引脚被配置成上拉模式时，与之直接连接且接地的按键被按下时，该按键端口的电平将被拉低；端子引脚被配置成下拉模式时，与之直接连接且连接驱动电压的按键被按下时，该按键端口的电平将被拉高；MCU通过以上扫描时序和该时序中按键端口电平被拉低或拉高来获得与该按键端口直接连接的按键的状态。根据上述的另外一种节省MCU端子引脚的按键配置方法，本专利技术还提供又一种按键电路结构，其技术方案如下：MCU有n个端子引脚定义为按键端口，各按键端口均分别与其他按键端口配合成对，各对配合的按键端口之间均并联两个按键，共提供n×(n-1)个按键；各按键分别串联有二极管，并且各对配合的按键端口之间的按键，其串联的二极管导通方向相反；每一个按键端口均配置有上下拉控制开关，该上下拉控制开关在对应的按键端口配置为上拉模式时为该按键端口接入驱动电压VCC，该上下拉控制开关在对应的按键端口配置为下拉模式时为该按键端口接地；各按键端口还分别直接连接有另外两个按键，共提供2n个按键，构成总共含有n×(n+1)个按键的按键电路；各按键端口直接连接的按键，其一端连接对应的按键端口，其另一端分别接地和连接驱动电压VCC。作为上述按键电路结构的改进，所述的上下拉控制开关为4pin的DIP封装模块，其第1脚连接驱动电压VCC，其第2脚接地，其第3脚和第4脚与按键端口的端子引脚直接连接，其内部具有在该端子引脚配置为上拉模式时导通第2脚和第3脚的上拉开关，其内部还具有在该端子引脚配置为下拉模式时导通第1脚和第4脚的下拉开关。进一步的，所述的上下拉控制开关，其第1脚通过上拉电阻连接驱动电压VCC，其第2脚通过下拉电阻接地。更进一步的，驱动电压VCC为3.3-5伏，上拉电阻为10k欧，下拉电阻为10k欧。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：采用本专利技术提供的节省MCU端子引脚的按键配置方法及按键电路结构，用于按键端口的MCU端子引本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.节省MCU端子引脚的按键配置方法，MCU有n个端子引脚定义为按键端口，通过按键端口连接有按键电路，其特征在于：(1)按键端口中的端子引脚可配置为高阻模式和推挽模式；(2)各按键端口均分别与其他按键端口配合成对，各对配合的按键端口之间均并联两个按键，即按键电路含有n×(n‑1)个按键；(3)每一个按键端口均外接驱动电压，各对配合的按键端口之间并联的按键设置为反向导通；(4)MCU根据按键端口的配合成对方式按时序成对的扫描按键端口；扫描每一对按键端口时，依次将其中一个端子引脚配置成高阻模式，另一个端子引脚则配置成推挽模式并置零，此时相对于高阻模式的端子引脚正向导通的按键被按下时，其电平将被拉低；MCU即可通过扫描的时序和该时序中电平被拉低的端子引脚来获得按键的状态。

【技术特征摘要】
1.节省MCU端子引脚的按键配置方法，MCU有n个端子引脚定义为按键端口，通过按键端口连接有按键电路，其特征在于：(1)按键端口中的端子引脚可配置为高阻模式和推挽模式；(2)各按键端口均分别与其他按键端口配合成对，各对配合的按键端口之间均并联两个按键，即按键电路含有n×(n-1)个按键；(3)每一个按键端口均外接驱动电压，各对配合的按键端口之间并联的按键设置为反向导通；(4)MCU根据按键端口的配合成对方式按时序成对的扫描按键端口；扫描每一对按键端口时，依次将其中一个端子引脚配置成高阻模式，另一个端子引脚则配置成推挽模式并置零，此时相对于高阻模式的端子引脚正向导通的按键被按下时，其电平将被拉低；MCU即可通过扫描的时序和该时序中电平被拉低的端子引脚来获得按键的状态。2.按键电路结构，采用了如权利要求1所述的节省MCU端子引脚的按键配置方法，其特征在于：MCU有n个端子引脚定义为按键端口，各按键端口均分别与其他按键端口配合成对，各对配合的按键端口之间均并联两个按键，即构成含有n×(n-1)个按键的按键电路；每一个按键端口均外接驱动电压VCC；各按键分别串联有二极管，并且各对配合的按键端口之间的按键，其串联的二极管导通方向相反。3.如权利要求2所述的按键电路结构，其特征在于：按键端口外接的驱动电压VCC通过下拉电阻与该按键端口连接。4.如权利要求3所述的按键电路结构，其特征在于：按键端口外接的驱动电压VCC为3.3-5伏，下拉电阻为10k欧。5.节省MCU端子引脚的按键配置方法，MCU有n个端子引脚定义为按键端口，通过按键端口连接有按键电路，其特征在于：(1)按键端口中的端子引脚可配置为上拉模式和下拉模式；(2)各按键端口均分别与其他按键端口配合成对，各对配合的按键端口之间均并联两个按键，共提供n×(n-1)个按键，各对配合的按键端口之间并联的按键设置为反向导通；(3)每一个按键端口均配置有上下拉控制开关，该上下拉控制开关在对应的按键端口配置为上拉模式时为该按键端口接入驱动电压，该上下拉控制开关在对应的按键端口配置为下拉模式时为该按键端口接地；(4)各按键端口还分别直接连接有另外两个按键，共提供2n个按键，即按键电路总共含有n×(n+1)个按键；各按键端口直接连接的按键，其一端连接对应的按键端口，其另一端分别接地和连接驱动电压；(5)MCU根据按键端口的配合成对方式按时序成对的扫描按键端口；扫描每一对按键端口时，依次将...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊慧，李晶，梁冬晖，刘选华，徐灵珑，梁景荣，
申请(专利权)人：广州市豪尔生医疗设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44