CN103812492A - 一种按键扩展电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种按键扩展电路及方法，包括N条数据线，每一条数据线与微处理器的一个I/O端口PB_n连接，n为整数且0≤n≤N-1；从N条数据线中任意选择i条数据线，并将被选择的每一条数据线与一个二极管的正极连接，二极管的负极与一按键K_x的第一端连接，按键K_x的第二端接地；未被选择的每一条数据线与一按键K_y的第二端连接，按键K_y的第一端与按键K_x的第一端连接，其中i=1,2,3……N，x为整数且1≤x≤2^N-1+N*（2^N-1-1），y为整数且1≤y≤2^N-1+N*（2^N-1-1），x≠y。通过本发明所述的按键扩展电路及方法，可以采集2^N-1+N*（2^N-1-1）按键的键值，大大扩展了按键的容量。

Description

一种按键扩展电路及方法

技术领域

本发明涉及一种按键扩展电路及方法。具体地说是一种微处理器I/O端口按键扩展电路及方法。

背景技术

随着微处理器应用领域的逐渐扩大,操作人员与微处理器之间需要交流的信息也越来越多,而微处理器一般都是通过获取按键的键值来获取操作人员的指令信息的，这也就意味着微处理器需要采集的按键数量也越来越多了。但微处理器的I/O口数量是有限的，为了使用较少的I/O口来采集尽可能多的按键数量，有人提出了按键扩展方法。

目前，常见的按键扩展方法主要有四种：独立式按键输入方式、A/D按键输入方式、串口扩充按键输入方式以及矩阵式按键输入方式。其中，独立式按键输入方式是按键直接与微处理器的I/O端口相连，即每个按键对应一个I/O端口，有多少个按键，就需要多少根线与微处理器的I/O端口相连，即能采集的按键数量与I/O端口的数量一致，因此，这种方法比较浪费I/O端口的资源，一般适用于按键数量少（一般少于4个）或规模小的系统；A/D按键输入方式是给每个按键串联不同阻值的电阻，则当按键按下后，每个按键上的电压也是不同的，因此，通过A/D转换即可使微处理器获取到不同的电压值进而通过比较所述电压值获取相应的按键所对应的键值。但这种方法需要占用微处理器内部的A/D模块，因此只适用于微处理器内部有A/D模块的情况，且对电阻的精度、A/D模块的转换精度要求也很高；串口扩充按键输入方式是采用外围电路对I/O端口进行扩充，例如利用移位寄存器（74LS164等）通过串口的方式，使用3根串口线来实现按键扩展，这种方法可以节省I/O端口，但这种方式要占用串口，而串口主要是用作通信的接口；矩阵式按键输入方式是指在按键扩展中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接，如水平线和垂直线的接线数量分别为A和B，那么可采集的按键数量就等于A*B。但这种方法最多也只能采集A*B个按键，且仍需要占用较多的I/O端接口。

授权公告号为CN202600622U，实用新型名称为“一种新型矩阵式键盘电路”，公开了一种新型矩阵式键盘电路，在每位按键上串联一个二极管，在微处理器有N个I/O端口的情况下，每N-1个按键为一组，一端接微处理器的某个I/O端口，另一端分别接微处理器的另外N-1个I/O端口，依次接完微处理器提供的N个I/O端口，即可完成按键的扩展。通过这种接线方式，在微处理器提供N个I/O端口的情况下，最多可以获取到N*(N-1)个按键的键值，若需要采集更多的按键数量，则需要微处理器提供更多的I/O端口来实现。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的按键扩展电路在微处理器提供N个I/O端口的情况下，最多只能采集N*(N-1)个按键的键值，从而提出一种在N个I/O端口的情况下能够对更多的按键进行采集的按键扩展电路及方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种按键扩展电路，包括：

N条数据线，每一条数据线与微处理器的一个I/O端口PB_n连接，其中n为整数且0≤n≤N-1；

从所述N条数据线中任意选择i条数据线，并将被选择的每一条数据线与一个二极管的正极连接，二极管的负极与一按键K_x的第一端连接，按键K_x的第二端接地；未被选择的每一条数据线与一按键K_y的第二端连接，按键K_y的第一端与按键K_x的第一端连接，其中i=1,2,3……N，x为整数且1≤x≤2^N-1+N*（2^N-1-1），y为整数且1≤y≤2^N-1+N*（2^N-1-1），x≠y。

本发明所述的按键扩展电路，与I/O端口PB₀-PB_N-1连接的N条数据线分别经一个电阻R_d后与电源VCC连接，其中d为整数且1≤d≤N。

本发明所述的按键扩展电路，在N=4时，四条数据线分别与微处理器的I/O端口PB₀、PB₁、PB₂、PB₃连接；

按键K₁的第一端分别与二极管D1、D2、D3、D4的负极连接，按键K₁的第二端接地，二极管D1、D2、D3、D4的正极通过四条数据线分别与I/O端口PB₃、PB₂、PB₁、PB₀连接；

按键K₂的第一端分别与二极管D5、D6、D7的负极连接，按键K₂的第二端接地，二极管D5、D6、D7的正极通过三条数据线分别与I/O端口PB₃、PB₂、PB₁连接，按键K₁₆的第二端通过数据线与I/O端口PB₀连接，按键K₁₆的第一端与按键K₂的第一端连接；

按键K₃的第一端分别与二极管D8、D9、D10的负极连接，按键K₃的第二端接地，二极管D8、D9、D10的正极通过三条数据线分别与I/O端口PB₃、PB₂、PB₀连接，按键K₂₃的第二端通过数据线与I/O端口PB₁连接，按键K₂₃的第一端与按键K₃的第一端连接；

按键K₄的第一端分别与二极管D11、D12的负极连接，按键K₄的第二端接地，二极管D11、D12的正极通过两条数据线分别与I/O端口PB₃、PB₂连接，按键K₁₇的第二端通过数据线与I/O端口PB₀连接，按键K₁₇的第一端与按键K₄的第一端连接，按键K₂₄的第二端通过数据线与I/O端口PB₁连接，按键K₂₄的第一端与按键K₄的第一端连接；

按键K₅的第一端分别与二极管D13、D14、D15的负极连接，按键K₅的第二端接地，二极管D13、D14、D15的正极通过三条数据线分别与I/O端口PB₃、PB₁、PB₀连接，按键K₃₀的第二端通过数据线与I/O端口PB₂连接，按键K₃₀的第一端与按键K₅的第一端连接；

按键K₆的第一端分别与二极管D16、D17的负极连接，按键K₆的第二端接地，二极管D16、D17的正极通过两条数据线分别与I/O端口PB₃、PB₁连接，按键K₁₈的第二端通过数据线与I/O端口PB₀连接，按键K₁₈的第一端与按键K₆的第一端连接，按键K₃₁的第二端通过数据线与I/O端口PB₂连接，按键K₃₁的第一端与按键K₆的第一端连接；

按键K₇的第一端分别与二极管D18、D19的负极连接，按键K₇的第二端接地，二极管D18、D19的正极通过两条数据线分别与I/O端口PB₃、PB₀连接，按键K₂₅的第二端通过数据线与I/O端口PB₁连接，按键K₂₅的第一端与按键K₇的第一端连接，按键K₃₂的第二端通过数据线与I/O端口PB₂连接，按键K₃₂的第一端与按键K₇的第一端连接；

按键K₈的第一端与二极管D20的负极连接，按键K₈的第二端接地，二极管D20的正极通过一条数据线与I/O端口PB₃连接，按键K₁₉的第二端通过数据线与I/O端口PB₀连接，按键K₁₉的第一端与按键K₈的第一端连接，按键K₂₆的第二端通过数据线与I/O端口PB₁连接，按键K₂₆的第一端与按键K₈的第一端连接，按键K₃₃的第二端通过数据线与I/O端口PB₂连接，按键K₃₃的第一端与按键K₈的第一端连接；

按键K₉的第一端分别与二极管D21、D22、D23的负极连接，按键K₉的第二端接地，二极管D21、D22、D23的正极通过三条数据线分别与I/O端口PB₂、PB₁、PB₀连接，按键K₃₇的第二端通过数据线与I/O端口PB₃连接，按键K₃₇的第一端与按键K₉的第一端连接；

按键K₁₀的第一端分别与二极管D24、D25的负极连接，按键K₁₀的第二端接地，二极管D24、D25的正极通过两条数据线分别与I/O端口PB₂、PB₁连接，按键K₂₀的第二端通过数据线与I/O端口PB₀连接，按键K₂₀的第一端与按键K₁₀的第一端连接，按键K₃₈的第二端通过数据线与I/O端口PB₃连接，按键K₃₈的第一端与按键K₁₀的第一端连接；

按键K₁₁的第一端分别与二极管D26、D27的负极连接，按键K₁₁的第二端接地，二极管D26、D27的正极通过两条数据线分别与I/O端口PB₂、PB₀连接，按键K₂₇的第二端通过数据线与I/O端口PB₁连接，按键K₂₇的第一端与按键K₁₁的第一端连接，按键K₃₉的第二端通过数据线与I/O端口PB₃连接，按键K₃₉的第一端与按键K₁₁的第一端连接；

按键K₁₂的第一端与二极管D28的负极连接，按键K₁₂的第二端接地，二极管D28的正极通过一条数据线与I/O端口PB₂连接，按键K₂₁的第二端通过数据线与I/O端口PB₀连接，按键K₂₁的第一端与按键K₁₂的第一端连接，按键K₂₈的第二端通过数据线与I/O端口PB₁连接，按键K₂₈的第一端与按键K₁₂的第一端连接，按键K₄₀的第二端通过数据线与I/O端口PB₃连接，按键K₄₀的第一端与按键K₁₂的第一端连接；

按键K₁₃的第一端分别与二极管D29、D30的负极连接，按键K₁₃的第二端接地，二极管D29、D30的正极通过两条数据线分别与I/O端口PB₁、PB₀连接，按键K₃₄的第二端通过数据线与I/O端口PB₂连接，按键K₃₄的第一端与按键K₁₃的第一端连接，按键K₄₁的第二端通过数据线与I/O端口PB₃连接，按键K₄₁的第一端与按键K₁₃的第一端连接；

按键K₁₄的第一端与二极管D31的负极连接，按键K₁₄的第二端接地，二极管D31的正极通过一条数据线与I/O端口PB₁连接，按键K₂₂的第二端通过数据线与I/O端口PB₀连接，按键K₂₂的第一端与按键K₁₄的第一端连接，按键K₃₅的第二端通过数据线与I/O端口PB₂连接，按键K₃₅的第一端与按键K₁₄的第一端连接，按键K₄₂的第二端通过数据线与I/O端口PB₃连接，按键K₄₂的第一端与按键K₁₄的第一端连接；

按键K₁₅的第一端与二极管D32的负极连接，按键K₁₅的第二端接地，二极管D32的正极通过一条数据线与I/O端口PB₀连接，按键K₂₉的第二端通过数据线与I/O端口PB₁连接，按键K₂₉的第一端与按键K₁₅的第一端连接，按键K₃₆的第二端通过数据线与I/O端口PB₂连接，按键K₃₆的第一端与按键K₁₅的第一端连接，按键K₄₃的第二端通过数据线与I/O端口PB₃连接，按键K₄₃的第一端与按键K₁₅的第一端连接。

本发明所述的按键扩展电路，与I/O端口PB₀、PB₁、PB₂、PB₃连接的四条数据线分别经电阻R4、R3、R2、R1后与电源VCC连接。

本发明所述的按键扩展电路，在N=3时，三条数据线分别与微处理器的I/O端口PB₄、PB₅、PB₆连接；

按键K₄₄的第一端分别与二极管D33、D34、D35的负极连接，按键K₄₄的第二端接地，二极管D33、D34、D35的正极通过三条数据线分别与I/O端口PB₆、PB₅、PB₄连接；

按键K₄₅的第一端分别与二极管D36、D37的负极连接，按键K₄₅的第二端接地，二极管D36、D37的正极通过两条数据线分别与I/O端口PB₆、PB₅连接，按键K₅₁的第二端通过数据线与I/O端口PB₄连接，按键K₅₁的第一端与按键K₄₅的第一端连接；

按键K₄₆的第一端分别与二极管D38、D39的负极连接，按键K₄₆的第二端接地，二极管D38、D39的正极通过两条数据线分别与I/O端口PB₄、PB₆连接，按键K₅₂的第二端通过数据线与I/O端口PB₅连接，按键K₅₂的第一端与按键K₄₆的第一端连接；

按键K₄₇的第一端与二极管D40的负极连接，按键K₄₇的第二端接地，二极管D40的正极通过一条数据线与I/O端口PB₆连接，按键K₅₃的第二端通过数据线与I/O端口PB₄连接，按键K₅₃的第一端与按键K₄₇的第一端连接，按键K₅₄的第二端通过数据线与I/O端口PB₅连接，按键K₅₄的第一端与按键K₄₇的第一端连接；

按键K₄₈的第一端分别与二极管D41、D42的负极连接，按键K₄₈的第二端接地，二极管D41、D42的正极通过两条数据线分别与I/O端口PB₅、PB₄连接，按键K₅₅的第二端通过数据线与I/O端口PB₆连接，按键K₅₅的第一端与按键K₄₈的第一端连接；

按键K₄₉的第一端与二极管D43的负极连接，按键K₄₉的第二端接地，二极管D43的正极通过一条数据线与I/O端口PB₅连接，按键K₅₆的第二端通过数据线与I/O端口PB₄连接，按键K₅₆的第一端与按键K₄₉的第一端连接，按键K₅₇的第二端通过数据线与I/O端口PB₆连接，按键K₅₇的第一端与按键K₄₉的第一端连接；

按键K₅₀的第一端与二极管D44的负极连接，按键K₅₀的第二端接地，二极管D44的正极通过一条数据线与I/O端口PB₄连接，按键K₅₈的第二端通过数据线与I/O端口PB₅连接，按键K₅₈的第一端与按键K₅₀的第一端连接，按键K₅₉的第二端通过数据线与I/O端口PB₆连接，按键K₅₉的第一端与按键K₅₀的第一端连接。

本发明所述的按键扩展电路，与I/O端口PB₄、PB₅、PB₆连接的三条数据线分别经电阻R7、R6、R5后与电源VCC连接。

本发明所述的按键扩展电路为基础的按键扩展方法，包括如下步骤：

每隔时间△T，启动一次按键扫描步骤，所述按键扫描步骤包括：

以T1为周期，在每一周期内依次设置I/O端口PB₀-PB_N-1的端口值全部为1，设置任意一个I/O端口的端口值为0的同时设置其他的I/O端口的端口值为1；

同时以T2为周期，查询I/O端口PB₀-PB_N-1的端口值，根据查询到的I/O端口PB₀-PB_N-1的端口值确定被按下的按键；

并且T2≥T1。

本发明所述的按键扩展方法，在N=4时，所述按键扫描步骤为：

以T1为周期，在每一周期内依次设置I/O端口PB₀-PB₃的端口值为：1111、0111、1011、1101、1110；

同时以T2为周期，查询I/O端口PB₀-PB₃的端口值，根据查询到的I/O端口PB₀-PB₃的端口值确定被按下的按键。

本发明所述的按键扩展方法，在N=3时，所述按键扫描步骤为：

以T1为周期，在每一周期内依次设置I/O端口PB₄-PB₆的端口值为：111、011、101、110；

同时以T2为周期，查询I/O端口PB₄-PB₆的端口值，根据查询到的I/O端口PB₄-PB₆的端口值确定被按下的按键。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

（1）本发明提供了一种按键扩展电路，包括N条数据线，每一条数据线与微处理器的一个I/O端口PB_n连接，从N条数据线中任意选择i条数据线，并将被选择的每一条数据线与一个二极管的正极连接，二极管的负极与一按键K_x的第一端连接，按键K_x的第二端接地；未被选择的每一条数据线与一按键K_y的第二端连接，按键K_y的第一端与按键K_x的第一端连接，通过这种电路设计，当按键按下时，二极管导通，则与该按键连接的I/O端口的端口值为0，其他的I/O端口的端口值为1，微处理器通过查询所有I/O端口的端口值，并将所有I/O端口的端口值对应的N位二进制编码与事先设定好的二进制编码做比较，即可确定是否有按键被按下以及哪个按键被按下，进而完成相应的动作。比如当微处理器提供了四个I/O端口PB₀、PB₁、PB₂、PB₃时，当按键扫描步骤启动且四个I/O端口PB₀、PB₁、PB₂、PB₃置为1时，若此时按下按键K₂，因为二极管D5、D6、D7的正极分别通过数据线与I/O端口PB₃、PB₂、PB₁连接，且二极管D5、D6、D7的负极均与按键K₂的第一端连接，而按键K₂的第二端是接地的，当按键K₂按下时二极管D5、D6、D7导通接地，使得I/O端口PB₃、PB₂、PB₁的端口值均变为0，则此时微处理器查询到的四个I/O端口PB₃、PB₂、PB₁、PB₀的端口值即为0001，因此，若微处理器在四个I/O端口PB₃、PB₂、PB₁、PB₀的端口值置为1时查询到其端口值为0001，则可确定按键K₂被按下。同理，还是微处理器提供了四个I/O端口PB₀、PB₁、PB₂、PB₃时，当按键扫描步骤启动且I/O端口PB₀的端口值置为0，其他三个I/O端口PB₁、PB₂、PB₃的端口值置为1时，若此时按下按键K₁₇，因为二极管D11、D12的正极分别通过数据线与I/O端口PB₃、PB₂连接，且二极管D11、D12的负极与按键K₁₇的第一端连接（二极管D11、D12的负极与按键K₄的第一端连接，而按键K₄的第一端也与按键K₁₇的第一端连接，因此，二极管D11、D12的负极与按键K₁₇的第一端也相连接），而按键K₁₇的第二端与I/O端口PB₀连接，而此时只有I/O端口PB₀置为0，当按键K₁₇按下后，二极管D11、D12导通，使得I/O端口PB₃、PB₂的端口值均由1变为0，则此时微处理器查询到的四个I/O端口PB₃、PB₂、PB₁、PB₀的端口值即为0010，因此，若微处理器在I/O端口PB₀的端口值置为1，其他三个I/O端口PB₁、PB₂、PB₃的端口值置为1时查询到I/O端口PB₃、PB₂、PB₁、PB₀的端口值为0010，则可确定按键K₁₇被按下。当然，也可以以按键扩展电路为基础来事先设定一些组合键的键值以满足有多个按键按下时的按键采集的需求，实现相应的操作。

本发明还提供了一种以所述的按键扩展电路为基础的按键扩展方法，包括如下步骤：每隔时间△T，启动一次按键扫描步骤，所述按键扫描步骤包括：以T1为周期，在每一周期内依次设置I/O端口PB₀-PB_N-1的端口值全部为1，设置任意一个I/O端口的端口值为0的同时设置其他的I/O端口的端口值为1；同时以T2为周期，查询I/O端口PB₀-PB_N-1的端口值，根据查询到的I/O端口PB₀-PB_N-1的端口值确定被按下的按键；并且T2≥T1。因为周期T1、周期T2的时间很短，T1为微秒级，T2为毫秒级。因此，在操作人员进行按键操作时，微处理器已经进行了很多次周期的按键扫描，而且因为T2≥T1，因此在一个扫描周期T2内，至少可以完成一个周期T1内的I/O端口的端口值的设置。因此，本发明所述的按键扩展方法可以实现对所有按键键值的采集，不会造成遗漏。在微处理器提供N个I/O端口的情况下，可以采集2^N-1+N*（2^N-1-1）个按键的键值。相较于现有技术最多只能采集N*(N-1)个按键的键值的情况，大大增加了按键的容量，能够以较少的I/O端口采集尽可能多的按键的键值。

（2）本发明所述的按键扩展方法，微处理器每隔时间△T，启动一次按键扫描步骤，查询一下是否有按键按下，比如每隔100ms启动一次按键扫描步骤，因为操作人员不可能一直有按键操作，因此，每隔时间△T启动一次按键扫描步骤，可以降低设备的能耗，而且因为△T为毫秒级，因此，在操作人员有按键操作时，至少会启动一次按键扫描步骤，不会造成遗漏。

（3）本发明所述的按键扩展电路，与I/O端口PB₀-PB_N-1连接的N条数据线分别经N个电阻R_d后与电源VCC连接，其中d为整数且1≤d≤N。比如当N=4时，与I/O端口PB₀、PB₁、PB₂、PB₃连接的四条数据线分别经电阻R4、R3、R2、R1后与电源VCC连接。通过在电路中设置上拉电阻R_d,可以提高输出电平，从而提高微处理器输入信号的噪声容限，增强电路的抗干扰能力，同时也可以对电路起限流作用，防止电流过大对按键扩展电路造成损坏。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明实施例1所描述的按键扩展电路的电路图；

图2是本发明实施例2所描述的按键扩展电路的电路图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种按键扩展电路，包括：

N条数据线，每一条数据线与微处理器的一个I/O端口PB_n连接，其中n为整数且0≤n≤N-1。

从所述N条数据线中任意选择i条数据线，并将被选择的每一条数据线与一个二极管的正极连接，二极管的负极与一按键K_x的第一端连接，按键K_x的第二端接地；未被选择的每一条数据线与一按键K_y的第二端连接，按键K_y的第一端与按键K_x的第一端连接，其中i=1,2,3……N，x为整数且1≤x≤2^N-1+N*（2^N-1-1），y为整数且1≤y≤2^N-1+N*（2^N-1-1），x≠y。

本实施例还提供了一种以所述按键扩展电路为基础的按键扩展方法，包括如下步骤：

每隔时间△T，启动一次按键扫描步骤，所述按键扫描步骤包括：

以T1为周期，在每一周期内依次设置I/O端口PB₀-PB_N-1的端口值全部为1，设置任意一个I/O端口的端口值为0的同时设置其他的I/O端口的端口值为1。

同时以T2为周期，查询I/O端口PB₀-PB_N-1的端口值，根据查询到的I/O端口PB₀-PB_N-1的端口值确定被按下的按键。

并且T2≥T1。

作为一种可选的实施方式，本实施例所述的按键扩展电路，如图1所示，在N=4时，四条数据线分别与微处理器的I/O端口PB₀、PB₁、PB₂、PB₃连接。

按键K₁的第一端分别与二极管D1、D2、D3、D4的负极连接，按键K₁的第二端接地，二极管D1、D2、D3、D4的正极通过四条数据线分别与I/O端口PB₃、PB₂、PB₁、PB₀连接。

按键K₂的第一端分别与二极管D5、D6、D7的负极连接，按键K₂的第二端接地，二极管D5、D6、D7的正极通过三条数据线分别与I/O端口PB₃、PB₂、PB₁连接，按键K₁₆的第二端通过数据线与I/O端口PB₀连接，按键K₁₆的第一端与按键K₂的第一端连接。

按键K₃的第一端分别与二极管D8、D9、D10的负极连接，按键K₃的第二端接地，二极管D8、D9、D10的正极通过三条数据线分别与I/O端口PB₃、PB₂、PB₀连接，按键K₂₃的第二端通过数据线与I/O端口PB₁连接，按键K₂₃的第一端与按键K₃的第一端连接。

按键K₄的第一端分别与二极管D11、D12的负极连接，按键K₄的第二端接地，二极管D11、D12的正极通过两条数据线分别与I/O端口PB₃、PB₂连接，按键K₁₇的第二端通过数据线与I/O端口PB₀连接，按键K₁₇的第一端与按键K₄的第一端连接，按键K₂₄的第二端通过数据线与I/O端口PB₁连接，按键K₂₄的第一端与按键K₄的第一端连接。

按键K₅的第一端分别与二极管D13、D14、D15的负极连接，按键K₅的第二端接地，二极管D13、D14、D15的正极通过三条数据线分别与I/O端口PB₃、PB₁、PB₀连接，按键K₃₀的第二端通过数据线与I/O端口PB₂连接，按键K₃₀的第一端与按键K₅的第一端连接。

按键K₆的第一端分别与二极管D16、D17的负极连接，按键K₆的第二端接地，二极管D16、D17的正极通过两条数据线分别与I/O端口PB₃、PB₁连接，按键K₁₈的第二端通过数据线与I/O端口PB₀连接，按键K₁₈的第一端与按键K₆的第一端连接，按键K₃₁的第二端通过数据线与I/O端口PB₂连接，按键K₃₁的第一端与按键K₆的第一端连接。

按键K₇的第一端分别与二极管D18、D19的负极连接，按键K₇的第二端接地，二极管D18、D19的正极通过两条数据线分别与I/O端口PB₃、PB₀连接，按键K₂₅的第二端通过数据线与I/O端口PB₁连接，按键K₂₅的第一端与按键K₇的第一端连接，按键K₃₂的第二端通过数据线与I/O端口PB₂连接，按键K₃₂的第一端与按键K₇的第一端连接。

按键K₈的第一端与二极管D20的负极连接，按键K₈的第二端接地，二极管D20的正极通过一条数据线与I/O端口PB₃连接，按键K₁₉的第二端通过数据线与I/O端口PB₀连接，按键K₁₉的第一端与按键K₈的第一端连接，按键K₂₆的第二端通过数据线与I/O端口PB₁连接，按键K₂₆的第一端与按键K₈的第一端连接，按键K₃₃的第二端通过数据线与I/O端口PB₂连接，按键K₃₃的第一端与按键K₈的第一端连接。

按键K₉的第一端分别与二极管D21、D22、D23的负极连接，按键K₉的第二端接地，二极管D21、D22、D23的正极通过三条数据线分别与I/O端口PB₂、PB₁、PB₀连接，按键K₃₇的第二端通过数据线与I/O端口PB₃连接，按键K₃₇的第一端与按键K₉的第一端连接。

按键K₁₀的第一端分别与二极管D24、D25的负极连接，按键K₁₀的第二端接地，二极管D24、D25的正极通过两条数据线分别与I/O端口PB₂、PB₁连接，按键K₂₀的第二端通过数据线与I/O端口PB₀连接，按键K₂₀的第一端与按键K₁₀的第一端连接，按键K₃₈的第二端通过数据线与I/O端口PB₃连接，按键K₃₈的第一端与按键K₁₀的第一端连接。

按键K₁₁的第一端分别与二极管D26、D27的负极连接，按键K₁₁的第二端接地，二极管D26、D27的正极通过两条数据线分别与I/O端口PB₂、PB₀连接，按键K₂₇的第二端通过数据线与I/O端口PB₁连接，按键K₂₇的第一端与按键K₁₁的第一端连接，按键K₃₉的第二端通过数据线与I/O端口PB₃连接，按键K₃₉的第一端与按键K₁₁的第一端连接。

按键K₁₂的第一端与二极管D28的负极连接，按键K₁₂的第二端接地，二极管D28的正极通过一条数据线与I/O端口PB₂连接，按键K₂₁的第二端通过数据线与I/O端口PB₀连接，按键K₂₁的第一端与按键K₁₂的第一端连接，按键K₂₈的第二端通过数据线与I/O端口PB₁连接，按键K₂₈的第一端与按键K₁₂的第一端连接，按键K₄₀的第二端通过数据线与I/O端口PB₃连接，按键K₄₀的第一端与按键K₁₂的第一端连接。

按键K₁₃的第一端分别与二极管D29、D30的负极连接，按键K₁₃的第二端接地，二极管D29、D30的正极通过两条数据线分别与I/O端口PB₁、PB₀连接，按键K₃₄的第二端通过数据线与I/O端口PB₂连接，按键K₃₄的第一端与按键K₁₃的第一端连接，按键K₄₁的第二端通过数据线与I/O端口PB₃连接，按键K₄₁的第一端与按键K₁₃的第一端连接。

按键K₁₄的第一端与二极管D31的负极连接，按键K₁₄的第二端接地，二极管D31的正极通过一条数据线与I/O端口PB₁连接，按键K₂₂的第二端通过数据线与I/O端口PB₀连接，按键K₂₂的第一端与按键K₁₄的第一端连接，按键K₃₅的第二端通过数据线与I/O端口PB₂连接，按键K₃₅的第一端与按键K₁₄的第一端连接，按键K₄₂的第二端通过数据线与I/O端口PB₃连接，按键K₄₂的第一端与按键K₁₄的第一端连接。

按键K₁₅的第一端与二极管D32的负极连接，按键K₁₅的第二端接地，二极管D32的正极通过一条数据线与I/O端口PB₀连接，按键K₂₉的第二端通过数据线与I/O端口PB₁连接，按键K₂₉的第一端与按键K₁₅的第一端连接，按键K₃₆的第二端通过数据线与I/O端口PB₂连接，按键K₃₆的第一端与按键K₁₅的第一端连接，按键K₄₃的第二端通过数据线与I/O端口PB₃连接，按键K₄₃的第一端与按键K₁₅的第一端连接。

以上述N=4时的按键扩展电路为基础的按键扩展方法，包括如下步骤：在N=4时，所述按键扫描步骤为：

以T1为周期，在每一周期内依次设置I/O端口PB₀-PB₃的端口值为：1111、0111、1011、1101、1110。

同时以T2为周期，查询I/O端口PB₀-PB₃的端口值，根据查询到的I/O端口PB₀-PB₃的端口值确定被按下的按键。

因此，通过本实施例所述的按键扩展电路及方法，当按键按下时，二极管导通，则与该按键连接的I/O端口的端口值为0，其他的I/O端口的端口值为1，微处理器通过查询所有I/O端口的端口值，并将所有I/O端口的端口值对应的N位二进制编码与事先设定好的按键的键值对应的二进制编码做比较，即可确定是否有按键被按下以及哪个按键被按下，进而完成相应的动作。比如当微处理器提供了四个I/O端口PB₀、PB₁、PB₂、PB₃时，当按键扫描步骤启动且四个I/O端口PB₀、PB₁、PB₂、PB₃置为1时，若此时按下按键K₂，因为二极管D5、D6、D7的正极分别通过数据线与I/O端口PB₃、PB₂、PB₁连接，且二极管D5、D6、D7的负极均与按键K₂的第一端连接，而按键K₂的第二端是接地的，当按键K₂按下时二极管D5、D6、D7导通接地，使得I/O端口PB₃、PB₂、PB₁的端口值均变为0，则此时微处理器查询到的四个I/O端口PB₃、PB₂、PB₁、PB₀的端口值即为0001，因此，若微处理器在四个I/O端口PB₃、PB₂、PB₁、PB₀的端口值置为1时查询到其端口值为0001，则可确定按键K₂被按下。同理，还是微处理器提供了四个I/O端口PB₀、PB₁、PB₂、PB₃时，当按键扫描步骤启动且I/O端口PB₀的端口值置为,0，其他三个I/O端口PB₁、PB₂、PB₃的端口值置为1时，若此时按下按键K₁₇，因为二极管D11、D12的正极分别通过数据线与I/O端口PB₃、PB₂连接，且二极管D11、D12的负极与按键K₁₇的第一端连接（二极管D11、D12的负极与按键K₄的第一端连接，而按键K₄的第一端也与按键K₁₇的第一端连接，因此，二极管D11、D12的负极与按键K₁₇的第一端也相连接），而按键K₁₇的第二端与I/O端口PB₀连接，而此时只有I/O端口PB₀置为0，当按键K₁₇按下后，二极管D11、D12导通，使得I/O端口PB₃、PB₂的端口值均由1变为0，则此时微处理器查询到的四个I/O端口PB₃、PB₂、PB₁、PB₀的端口值即为0010，因此，若微处理器在I/O端口PB₀的端口值置为1，其他三个I/O端口PB₁、PB₂、PB₃的端口值置为1时查询到I/O端口PB₃、PB₂、PB₁、PB₀的端口值为0010，则可确定按键K₁₇被按下。当然，也可以以按键扩展电路为基础来事先设定一些组合键的键值以满足有多个按键按下时的按键采集的需求，比如，假设按键K₄和按键K₁₈是一组能控制实现某一功能的组合键，当微处理器在某一很短的时间间隔内，同时采集到了按键K₄和按键K₁₈的键值，则会进行该组合键控制的相应的操作。

因为周期T1、周期T2的时间很短，T1为微秒级，T2为毫秒级。因此，在操作人员进行按键操作时，微处理器已经进行了很多次周期的按键扫描，而且因为T2≥T1，因此在一个扫描周期T2内，至少可以完成一个周期T1内的I/O端口的端口值的设置。因此，本实施例所述的按键扩展电路及方法可以实现对所有按键键值的采集，不会造成遗漏。

针对图1所示的按键采集电路，当I/O端口PB₀、PB₁、PB₂、PB₃的端口值均置为1是，微处理器对所述四个I/O端口的端口值进行按键扫描后，依据二进制编码的原理，可以读取的二进制编码的状态是2⁴也就是16种，因为四个I/O端口PB₀、PB₁、PB₂、PB₃的端口值的原始状态即为1111，因此1111表示没有按键按下，则此时可以获取的按键的键值有2⁴-1，也就是15种。如表1所示（本表是按照PB₃、PB₂、PB₁、PB₀的顺序编制端口值对应的二进制编码，当然也可以按照其他的顺序来对所述四个I/O端口的端口值进行排序编制对应的二进制编码，无论怎样排序，每个按键的键值对应的二进制编码都是唯一的。）：

表1

当I/O端口PB₀、PB₁、PB₂、PB₃设置任意一个I/O端口的端口值为0同时设置其他三个I/O端口的端口值为1时，此时，微处理器对所述四个I/O端口的端口值进行按键扫描后，依据二进制编码的原理，可以读取的二进制编码的状态是4*2^4-1也就是32种，但因为四个I/O端口PB₃、PB₂、PB₁、PB₀的端口值的原始状态分别为1110、1101、1011、0111，因此，微处理器采集到的端口值对应的二进制编码为1110、1101、1011、0111时，表示没有按键按下，则此时可以获取的按键的键值有4*2^4-1-4，也就是4*（2^4-1-1）=28种。如表2所示（本表是按照PB₃、PB₂、PB₁、PB₀的顺序编制端口值对应的二进制编码，当然也可以按照其他的顺序来对所述四个I/O端口的端口值进行排序编制对应的二进制编码，无论怎样排序，每个按键的键值对应的二进制编码都是唯一的。）：

表2

以上只是针对图1所示按键扩展电路的描述，在实际应用过程中，不局限于上述各按键的位置连接关系，可以根据需要自行确定各个按键在按键扩展电路中的位置连接关系，只要符合在微处理器提供N个I/O端口的情况时，有N条数据线分别与所述N个I/O端口连接，然后从所述N条数据线中任意选择i条数据线，并将被选择的每一条数据线与一个二极管的正极连接，之后将所述i个二极管的负极与任意一个按键比如K_x的第一端连接，并将按键K_x的第二端接地，此时，有N-i条数据线未被选择，再选用一个不同于按键K_x的按键，比如按键K_y，将按键K_y的第一端，与按键K_x的第一端连接，将按键K_y的第二端，与未被选择的N-i条数据线连接，其中i=1,2,3……N，x为整数且1≤x≤2^N-1+N*（2^N-1-1），y为整数且1≤y≤2^N-1+N*（2^N-1-1），x≠y。只要使每个按键满足这种连接关系即可。通过这种设置，依据二进制编码的原理，对于上述按键K_x的连接情况，可以采集2^N-1个按键的键值，对于上述按键K_y的连接情况，可以采集N*（2^N-1-1）个按键的键值。因此，本发明所述的按键扩展电路，最多可以采集2^N-1+N*（2^N-1-1）个按键的键值。相较于现有技术最多只能采集N*(N-1)个按键的键值的情况，大大增加了采集按键的容量，能够以较少的I/O端口采集尽可能多的按键的键值。

另外，需要说明的是，本实施例中所说的“从所述N条数据线中任意选择i条数据线”是包括从N条数据线中选择i条数据线的所有情况。例如当N=4时，从四条数据线中任意选择一条数据线的情况包括四种，从四条数据线中任意选择两条数据线的情况包括选择第一条、第二条；第一条、第三条；第一条、第四条；第二条、第三条；第二条、第四条；第三条、第四条；一共六种情况，依次类推。

另外，为了提高微处理器输入信号的噪声容限、增强电路的抗干扰能力，本实施例中对上述按键扩展电路进行如下改进：与I/O端口PB₀-PB_N-1连接的N条数据线分别经一个电阻R_d后与电源VCC连接，其中d为整数且1≤d≤N。如图1中，当N=4时，与I/O端口PB₀、PB₁、PB₂、PB₃连接的四条数据线分别经电阻R4、R3、R2、R1后与电源VCC连接。上述上拉电阻，还可以对电路起限流作用，防止电流过大对按键扩展电路造成损坏。

本实施例中所述微处理器为常规的单片机芯片、数据处理单元等。

实施例2

本实施例还提供一种在N=3时的按键扩展电路，如图2所示。

三条数据线分别与微处理器的I/O端口PB₄、PB₅、PB₆连接，此处的I/O端口的编号是为了和实施例1中的I/O端口编号进行区分，因此编号为从4-6。

如图所示，按键K₄₄的第一端分别与二极管D33、D34、D35的负极连接，按键K₄₄的第二端接地，二极管D33、D34、D35的正极通过三条数据线分别与I/O端口PB₆、PB₅、PB₄连接。

按键K₄₅的第一端分别与二极管D36、D37的负极连接，按键K₄₅的第二端接地，二极管D36、D37的正极通过两条数据线分别与I/O端口PB₆、PB₅连接，按键K₅₁的第二端通过数据线与I/O端口PB₄连接，按键K₅₁的第一端与按键K₄₅的第一端连接。

按键K₄₆的第一端分别与二极管D38、D39的负极连接，按键K₄₆的第二端接地，二极管D38、D39的正极通过两条数据线分别与I/O端口PB₄、PB₆连接，按键K₅₂的第二端通过数据线与I/O端口PB₅连接，按键K₅₂的第一端与按键K₄₆的第一端连接。

按键K₄₇的第一端与二极管D40的负极连接，按键K₄₇的第二端接地，二极管D40的正极通过一条数据线与I/O端口PB₆连接，按键K₅₃的第二端通过数据线与I/O端口PB₄连接，按键K₅₃的第一端与按键K₄₇的第一端连接，按键K₅₄的第二端通过数据线与I/O端口PB₅连接，按键K₅₄的第一端与按键K₄₇的第一端连接。

按键K₄₈的第一端分别与二极管D41、D42的负极连接，按键K₄₈的第二端接地，二极管D41、D42的正极通过两条数据线分别与I/O端口PB₅、PB₄连接，按键K₅₅的第二端通过数据线与I/O端口PB₆连接，按键K₅₅的第一端与按键K₄₈的第一端连接。

按键K₄₉的第一端与二极管D43的负极连接，按键K₄₉的第二端接地，二极管D43的正极通过一条数据线与I/O端口PB₅连接，按键K₅₆的第二端通过数据线与I/O端口PB₄连接，按键K₅₆的第一端与按键K₄₉的第一端连接，按键K₅₇的第二端通过数据线与I/O端口PB₆连接，按键K₅₇的第一端与按键K₄₉的第一端连接。

按键K₅₀的第一端与二极管D44的负极连接，按键K₅₀的第二端接地，二极管D44的正极通过一条数据线与I/O端口PB₄连接，按键K₅₈的第二端通过数据线与I/O端口PB₅连接，按键K₅₈的第一端与按键K₅₀的第一端连接，按键K₅₉的第二端通过数据线与I/O端口PB₆连接，按键K₅₉的第一端与按键K₅₀的第一端连接。

其中，与I/O端口PB₄、PB₅、PB₆连接的三条数据线分别经电阻R7、R6、R5后与电源VCC连接。

并且所述按键扫描步骤为：

以T1为周期，在每一周期内依次设置I/O端口PB₄-PB₆的端口值为：111、011、101、110；

同时以T2为周期，查询I/O端口PB₄-PB₆的端口值，根据查询到的I/O端口PB₄-PB₆的端口值确定被按下的按键。

本实施例中上述按键扩展电路和扩展方法中，被按下的按键与三个I/O端口的端口值的关系为表3和表4所示。（本表是按照PB₆、PB₅、PB₄的顺序编制端口值对应的二进制编码，当然也可以按照其他的顺序来对所述三个I/O端口的端口值进行排序编制对应的二进制编码，无论怎样排序，每个按键的键值对应的二进制编码都是唯一的。）

表3

表4

上述实施例中，按键的编号数可根据实际情况任意设置。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

Claims (9)

1.一种按键扩展电路，其特征在于，包括：

N条数据线，每一条数据线与微处理器的一个I/O端口PB_n连接，其中n为整数且0≤n≤N-1；

从所述N条数据线中任意选择i条数据线，并将被选择的每一条数据线与一个二极管的正极连接，二极管的负极与一按键K_x的第一端连接，按键K_x的第二端接地；未被选择的每一条数据线与一按键K_y的第二端连接，按键K_y的第一端与按键K_x的第一端连接，其中i=1,2,3……N，x为整数且1≤x≤2^N-1+N*（2^N-1-1），y为整数且1≤y≤2^N-1+N*（2^N-1-1），x≠y。

2.根据权利要求1所述的按键扩展电路，其特征在于：

与I/O端口PB₀-PB_N-1连接的N条数据线分别经一个电阻R_d后与电源VCC连接，其中d为整数且1≤d≤N。

3.根据权利要求1或2所述的按键扩展电路，其特征在于：

在N=4时，四条数据线分别与微处理器的I/O端口PB₀、PB₁、PB₂、PB₃连接；

按键K₁的第一端分别与二极管D1、D2、D3、D4的负极连接，按键K₁的第二端接地，二极管D1、D2、D3、D4的正极通过四条数据线分别与I/O端口PB₃、PB₂、PB₁、PB₀连接；

按键K₂的第一端分别与二极管D5、D6、D7的负极连接，按键K₂的第二端接地，二极管D5、D6、D7的正极通过三条数据线分别与I/O端口PB₃、PB₂、PB₁连接，按键K₁₆的第二端通过数据线与I/O端口PB₀连接，按键K₁₆的第一端与按键K₂的第一端连接；

按键K₃的第一端分别与二极管D8、D9、D10的负极连接，按键K₃的第二端接地，二极管D8、D9、D10的正极通过三条数据线分别与I/O端口PB₃、PB₂、PB₀连接，按键K₂₃的第二端通过数据线与I/O端口PB₁连接，按键K₂₃的第一端与按键K₃的第一端连接；

按键K₄的第一端分别与二极管D11、D12的负极连接，按键K₄的第二端接地，二极管D11、D12的正极通过两条数据线分别与I/O端口PB₃、PB₂连接，按键K₁₇的第二端通过数据线与I/O端口PB₀连接，按键K₁₇的第一端与按键K₄的第一端连接，按键K₂₄的第二端通过数据线与I/O端口PB₁连接，按键K₂₄的第一端与按键K₄的第一端连接；

按键K₅的第一端分别与二极管D13、D14、D15的负极连接，按键K₅的第二端接地，二极管D13、D14、D15的正极通过三条数据线分别与I/O端口PB₃、PB₁、PB₀连接，按键K₃₀的第二端通过数据线与I/O端口PB₂连接，按键K₃₀的第一端与按键K₅的第一端连接；

按键K₆的第一端分别与二极管D16、D17的负极连接，按键K₆的第二端接地，二极管D16、D17的正极通过两条数据线分别与I/O端口PB₃、PB₁连接，按键K₁₈的第二端通过数据线与I/O端口PB₀连接，按键K₁₈的第一端与按键K₆的第一端连接，按键K₃₁的第二端通过数据线与I/O端口PB₂连接，按键K₃₁的第一端与按键K₆的第一端连接；

按键K₇的第一端分别与二极管D18、D19的负极连接，按键K₇的第二端接地，二极管D18、D19的正极通过两条数据线分别与I/O端口PB₃、PB₀连接，按键K₂₅的第二端通过数据线与I/O端口PB₁连接，按键K₂₅的第一端与按键K₇的第一端连接，按键K₃₂的第二端通过数据线与I/O端口PB₂连接，按键K₃₂的第一端与按键K₇的第一端连接；

按键K₈的第一端与二极管D20的负极连接，按键K₈的第二端接地，二极管D20的正极通过一条数据线与I/O端口PB₃连接，按键K₁₉的第二端通过数据线与I/O端口PB₀连接，按键K₁₉的第一端与按键K₈的第一端连接，按键K₂₆的第二端通过数据线与I/O端口PB₁连接，按键K₂₆的第一端与按键K₈的第一端连接，按键K₃₃的第二端通过数据线与I/O端口PB₂连接，按键K₃₃的第一端与按键K₈的第一端连接；

按键K₉的第一端分别与二极管D21、D22、D23的负极连接，按键K₉的第二端接地，二极管D21、D22、D23的正极通过三条数据线分别与I/O端口PB₂、PB₁、PB₀连接，按键K₃₇的第二端通过数据线与I/O端口PB₃连接，按键K₃₇的第一端与按键K₉的第一端连接；

按键K₁₀的第一端分别与二极管D24、D25的负极连接，按键K₁₀的第二端接地，二极管D24、D25的正极通过两条数据线分别与I/O端口PB₂、PB₁连接，按键K₂₀的第二端通过数据线与I/O端口PB₀连接，按键K₂₀的第一端与按键K₁₀的第一端连接，按键K₃₈的第二端通过数据线与I/O端口PB₃连接，按键K₃₈的第一端与按键K₁₀的第一端连接；

按键K₁₁的第一端分别与二极管D26、D27的负极连接，按键K₁₁的第二端接地，二极管D26、D27的正极通过两条数据线分别与I/O端口PB₂、PB₀连接，按键K₂₇的第二端通过数据线与I/O端口PB₁连接，按键K₂₇的第一端与按键K₁₁的第一端连接，按键K₃₉的第二端通过数据线与I/O端口PB₃连接，按键K₃₉的第一端与按键K₁₁的第一端连接；

按键K₁₂的第一端与二极管D28的负极连接，按键K₁₂的第二端接地，二极管D28的正极通过一条数据线与I/O端口PB₂连接，按键K₂₁的第二端通过数据线与I/O端口PB₀连接，按键K₂₁的第一端与按键K₁₂的第一端连接，按键K₂₈的第二端通过数据线与I/O端口PB₁连接，按键K₂₈的第一端与按键K₁₂的第一端连接，按键K₄₀的第二端通过数据线与I/O端口PB₃连接，按键K₄₀的第一端与按键K₁₂的第一端连接；

按键K₁₃的第一端分别与二极管D29、D30的负极连接，按键K₁₃的第二端接地，二极管D29、D30的正极通过两条数据线分别与I/O端口PB₁、PB₀连接，按键K₃₄的第二端通过数据线与I/O端口PB₂连接，按键K₃₄的第一端与按键K₁₃的第一端连接，按键K₄₁的第二端通过数据线与I/O端口PB₃连接，按键K₄₁的第一端与按键K₁₃的第一端连接；

按键K₁₄的第一端与二极管D31的负极连接，按键K₁₄的第二端接地，二极管D31的正极通过一条数据线与I/O端口PB₁连接，按键K₂₂的第二端通过数据线与I/O端口PB₀连接，按键K₂₂的第一端与按键K₁₄的第一端连接，按键K₃₅的第二端通过数据线与I/O端口PB₂连接，按键K₃₅的第一端与按键K₁₄的第一端连接，按键K₄₂的第二端通过数据线与I/O端口PB₃连接，按键K₄₂的第一端与按键K₁₄的第一端连接；

按键K₁₅的第一端与二极管D32的负极连接，按键K₁₅的第二端接地，二极管D32的正极通过一条数据线与I/O端口PB₀连接，按键K₂₉的第二端通过数据线与I/O端口PB₁连接，按键K₂₉的第一端与按键K₁₅的第一端连接，按键K₃₆的第二端通过数据线与I/O端口PB₂连接，按键K₃₆的第一端与按键K₁₅的第一端连接，按键K₄₃的第二端通过数据线与I/O端口PB₃连接，按键K₄₃的第一端与按键K₁₅的第一端连接。

4.根据权利要求3所述的按键扩展电路，其特征在于：

与I/O端口PB₀、PB₁、PB₂、PB₃连接的四条数据线分别经电阻R4、R3、R2、R1后与电源VCC连接。

5.根据权利要求1或2所述的按键扩展电路，其特征在于：

在N=3时，三条数据线分别与微处理器的I/O端口PB₄、PB₅、PB₆连接；

按键K₄₄的第一端分别与二极管D33、D34、D35的负极连接，按键K₄₄的第二端接地，二极管D33、D34、D35的正极通过三条数据线分别与I/O端口PB₆、PB₅、PB₄连接；

按键K₄₅的第一端分别与二极管D36、D37的负极连接，按键K₄₅的第二端接地，二极管D36、D37的正极通过两条数据线分别与I/O端口PB₆、PB₅连接，按键K₅₁的第二端通过数据线与I/O端口PB₄连接，按键K₅₁的第一端与按键K₄₅的第一端连接；

按键K₄₆的第一端分别与二极管D38、D39的负极连接，按键K₄₆的第二端接地，二极管D38、D39的正极通过两条数据线分别与I/O端口PB₄、PB₆连接，按键K₅₂的第二端通过数据线与I/O端口PB₅连接，按键K₅₂的第一端与按键K₄₆的第一端连接；

按键K₄₇的第一端与二极管D40的负极连接，按键K₄₇的第二端接地，二极管D40的正极通过一条数据线与I/O端口PB₆连接，按键K₅₃的第二端通过数据线与I/O端口PB₄连接，按键K₅₃的第一端与按键K₄₇的第一端连接，按键K₅₄的第二端通过数据线与I/O端口PB₅连接，按键K₅₄的第一端与按键K₄₇的第一端连接；

按键K₄₈的第一端分别与二极管D41、D42的负极连接，按键K₄₈的第二端接地，二极管D41、D42的正极通过两条数据线分别与I/O端口PB₅、PB₄连接，按键K₅₅的第二端通过数据线与I/O端口PB₆连接，按键K₅₅的第一端与按键K₄₈的第一端连接；

按键K₄₉的第一端与二极管D43的负极连接，按键K₄₉的第二端接地，二极管D43的正极通过一条数据线与I/O端口PB₅连接，按键K₅₆的第二端通过数据线与I/O端口PB₄连接，按键K₅₆的第一端与按键K₄₉的第一端连接，按键K₅₇的第二端通过数据线与I/O端口PB₆连接，按键K₅₇的第一端与按键K₄₉的第一端连接；

按键K₅₀的第一端与二极管D44的负极连接，按键K₅₀的第二端接地，二极管D44的正极通过一条数据线与I/O端口PB₄连接，按键K₅₈的第二端通过数据线与I/O端口PB₅连接，按键K₅₈的第一端与按键K₅₀的第一端连接，按键K₅₉的第二端通过数据线与I/O端口PB₆连接，按键K₅₉的第一端与按键K₅₀的第一端连接。

6.根据权利要求5所述的按键扩展电路，其特征在于：

与I/O端口PB₄、PB₅、PB₆连接的三条数据线分别经电阻R7、R6、R5后与电源VCC连接。

7.一种以权利要求1-6任一所述的按键扩展电路为基础的按键扩展方法，其特征在于，包括如下步骤：

每隔时间△T，启动一次按键扫描步骤，所述按键扫描步骤包括：

以T1为周期，在每一周期内依次设置I/O端口PB₀-PB_N-1的端口值全部为1，设置任意一个I/O端口的端口值为0的同时设置其他的I/O端口的端口值为1；

同时以T2为周期，查询I/O端口PB₀-PB_N-1的端口值，根据查询到的I/O端口PB₀-PB_N-1的端口值确定被按下的按键；

并且T2≥T1。

8.根据权利要求7所述的按键扩展方法，其特征在于，在N=4时，所述按键扫描步骤为：

以T1为周期，在每一周期内依次设置I/O端口PB₀-PB₃的端口值为：1111、0111、1011、1101、1110；

同时以T2为周期，查询I/O端口PB₀-PB₃的端口值，根据查询到的I/O端口PB₀-PB₃的端口值确定被按下的按键。

9.根据权利要求7所述的按键扩展方法，其特征在于，在N=3时，所述按键扫描步骤为：

以T1为周期，在每一周期内依次设置I/O端口PB₄-PB₆的端口值为：111、011、101、110；

同时以T2为周期，查询I/O端口PB₄-PB₆的端口值，根据查询到的I/O端口PB₄-PB₆的端口值确定被按下的按键。

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