CN202957810U - 一种按键检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开并提供了一种GPIO占用量小、电阻使用量少、成本低的按键检测电路。它包括微处理器、具备模数转换功能的IO、多个按键、多个电阻，所述微处理器具有一个定时中断，所述具备模数转换功能的IO有足够的精度识别各种电阻组合后的阻值。一部分按键一端通过电阻连接上拉，另一端接地，一部分电阻一端直接接上拉，另一端通过电阻接地，一部分按键桥接在某两个电阻之间，按键及电阻最后进入所述微处理器的模数转换功能IO，并通过电阻连接电源进行上拉控制；本实用新型通过串联复用、串并联混联模式，使得单个电阻可以使用于多个按键单元，从而实现模数转换所需电阻数量的减少。本实用新型可广泛应用于电子设备按键检测领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电路，尤其涉及一种按键检测电路。
背景技术
随着电子技术的发展，电子产品对于成本的控制也越来越严格。在按键检测电路中，由于传统的矩阵按键占用大量的GPIO，在电子产品中的应用越来越少见；现有的基于模数按键检测电路，虽然减少了对GPIO的占用，但是却带来了大量电阻的开销，随着技术的继续发展，将不再能满足电子产品对于成本控制的苛刻要求。
综上所述，现有技术中的按键检测电路存在GPIO占用量大或电阻使用量大、成本高的缺陷。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种GPIO占用量小、电阻使用量少、成本低的按键检测电路。
本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括微处理器、具备模数转换功能的IO、多个按键、多个电阻，所述多个按键中的一部分按键一端通过所述多个电阻中的某个电阻连接上拉，另一端接地；所述多个电阻中的一部分电阻一端直接接上拉，另一端通过另一部分电阻接地，所述多个按键中的另一部分按键桥接在所述多个电阻中的某两个电阻之间，所述按键及电阻最后进入所述微处理器的模数转换功能的IO，并通过所述电阻连接电源进行上拉控制。
所述桥接在两个电阻之间的部分按键，通过串联复用相邻两个按键的电阻阻值，来实现模数转换所需电阻数量的减少，所述按键与电阻的连接方式为串并联的混联模式，使得单个电阻可以使用于多个按键单元。
所述微处理器的模数转换功能的IO内部设置有能够提供精确的上拉电阻，此时，所述多个电阻中直接接上拉的电阻连接处变成断路。
所述微处理器包含一个定时中断，所述定时中断定时对模数转换器的值进行扫描，从而进行按键判断；所述具备模数转换功能的IO具有足够的精度识别各种电阻组合后的阻值。
本实用新型的有益效果是：由于本实用新型包括微处理器、具备模数转换功能的IO、多个按键、多个电阻，所述多个按键中的一部分按键一端通过所述多个电阻中的某个电阻连接上拉，另一端接地；所述多个电阻中的一部分电阻一端直接接上拉，另一端通过另一部分电阻接地，所述多个按键中的另一部分按键桥接在所述多个电阻中的某两个电阻之间，所述按键及电阻最后进入所述微处理器的模数转换功能的IO，并通过所述电阻连接电源进行上拉控制，所以本实用新型是一种GPIO占用量小、电阻使用量少、成本低的按键检测电路。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理示意图；
图2是本实用新型的微处理器处理流程图；
图3是本实用新型在空闲状态时的等效电路图；
图4是本实用新型在按键1按下时的等效电路图；
图5是本实用新型在按键2按下时的等效电路图；
图6是本实用新型在按键4按下时的等效电路图；
图7是本实用新型在按键3按下时的等效电路图；
图8是本实用新型实现六按键检测的电路原理图；
图9是本实用新型实现八按键检测的电路原理图。
具体实施方式
如图1至图9所示，本实用新型包括微处理器、具备模数转换功能的IO、多个按键、多个电阻，所述多个按键中的一部分按键一端通过所述多个电阻中的某个电阻连接上拉，另一端接地；所述多个电阻中的一部分电阻一端直接接上拉，另一端通过另一部分电阻接地，所述多个按键中的另一部分按键桥接在所述多个电阻中的某两个电阻之间，所述按键及电阻最后进入所述微处理器的模数转换功能的IO，并通过所述电阻连接电源进行上拉控制。
所述桥接在两个电阻之间的部分按键，通过串联复用相邻两个按键的电阻阻值，来实现模数转换所需电阻数量的减少，所述按键与电阻的连接方式为串并联的混联模式，使得单个电阻可以使用于多个按键单元。
所述微处理器的模数转换功能的IO内部设置有能够提供精确的上拉电阻，所述多个电阻中直接接上拉的电阻连接处变成断路，即所述多个电阻中直接接上拉的电阻可以省略，以进一步减少电阻的使用数量。
所述微处理器包含一个定时中断，所述定时中断定时对模数转换器的值进行扫描，从而进行按键判断；所述具备模数转换功能的IO具有足够的精度识别各种电阻组合后的阻值。
如图所示，当按键检测电路处理空闲状态时，等效电路如图3所示。此时A/D IO的电压值为VCC。当按键1按下时，相当于IO直接短接到地，如图4所示。此时，A/D IO的电压值为0。当按键2按下时，其等效电路如图5所示，此时，A/D IO的电压值相当于VCC在R0与R1上的分压，为VCC * (R1 / (R0 + R1))。当按键4按下时，其等效电路如图6所示。与按键2按下的电路相似，A/D IO的电压值为VCC * (R2 / (R0 + R2))。当按键3按下时，由于按键3桥接在电阻R1与R2之间，此时，电流会同时流经这两个电阻，即按键3复用了按键2与按键4的串接电阻。此时，等效电路如图7所示，A/D IO的电压值为 VCC * ((R1 + R2) / (R0 + R1 + R2))。
所选的电阻阻值需要满足以下条件：保证电阻及其电阻组合的阻值所得到的电压分压能够留有足够的模数转换识别间隔，以免实际按键发生功能串键。为了满足这一条件，可以取R(n-1) < Rn < (R(n-1) + Rn) < R(n+1)，其中Rn为电路中的电阻阻值，n取0,1,2,3，…
所述微处理器需要开启一个定时器中断来对模数转换器进行扫描。再将扫描的结果进行软件滤波、消抖等算法，从而得到最终的按键值。如图2。
实施例一实现六按键的检测功能：
按照图3的方式进行电路连接。根据上述的电阻阻值所需要满足的条件，可选上拉电阻R0为10K，取R1=2K，R2=3.3K，这样，R1+R2=5.3K。取R3=7.5K。假设VCC为3.3V，根据表1的对照表所示，则可得到每个按键按下时的对应电压。电压值的间隔最小在0.25V，一般8BIT以上的模数转换器即可满足按键检测的功能。表1是所述定时中断定时对模数转换器的值进行扫描的扫描对照表。
实施例二实现八按键的检测功能：
按照图4的方式进行电路连接。根据上述的电阻阻值所需要满足的条件，可选上拉电阻R0为10K，取R1=2K，R2=3.3K，这样，R1+R2=5.3K。取R3=7.5K，R2+R3=10.8K。取R4=15K，R3+R4=22.5K。假设VCC为3.3V，根据表1的对照表所示，则可得到每个按键按下时的对应电压。电压值的间隔最小在0.25V，一般8BIT以上的模数转换器即可满足按键检测的功能。
表1
以上实施方式的阻值调配仅供参考，实际项目应用中，可根据实际需求来进行合理调配。
本实用新型可应用于电子设备按键检测领域。
Claims (4)
1.一种按键检测电路，它包括微处理器、具备模数转换功能的IO、多个按键、多个电阻，其特征在于：所述多个按键中的一部分按键一端通过所述多个电阻中的某个电阻连接上拉，另一端接地；所述多个电阻中的一部分电阻一端直接接上拉，另一端通过另一部分电阻接地，所述多个按键中的另一部分按键桥接在所述多个电阻中的某两个电阻之间，所述按键及电阻最后进入所述微处理器的模数转换功能的IO，并通过所述电阻连接电源进行上拉控制。
2.根据权利要求1所述的一种按键检测电路，其特征在于：所述桥接在两个电阻之间的部分按键，通过串联复用相邻两个按键的电阻阻值，来实现模数转换所需电阻数量的减少，所述按键与电阻的连接方式为串并联的混联模式，使得单个电阻可以使用于多个按键单元。
3.根据权利要求1所述的一种按键检测电路，其特征在于：所述微处理器的模数转换功能的IO内部设置有能够提供精确的上拉电阻，此时，所述多个电阻中直接接上拉的电阻连接处变成断路。
4.根据权利要求1所述的一种按键检测电路，其特征在于：所述微处理器包含一个定时中断，所述定时中断定时对模数转换器的值进行扫描，从而进行按键判断；所述具备模数转换功能的IO具有足够的精度识别各种电阻组合后的阻值。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN103338043A (zh) * | 2013-07-19 | 2013-10-02 | 中颖电子股份有限公司 | 基于碳膜走线的按键扫描硬件电路和按键扫描方法 |
| CN103354454A (zh) * | 2013-07-24 | 2013-10-16 | 中颖电子股份有限公司 | 基于碳膜走线的按键扫描硬件电路的按键扫描方法 |
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2012
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| CN103338043B (zh) * | 2013-07-19 | 2016-03-16 | 中颖电子股份有限公司 | 基于碳膜走线的按键扫描硬件电路和按键扫描方法 |
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