基于单片机的按键电路设计(2)

(21种方案的原理图展示，及原理简单介绍)

按键作为一个输入模块，在单片机开发板中必不可少，本文来讨论按键的设计方案。本文1600字。之后可能对按键编程部分进行分析（可能是视频形式，打字的话，太多了）

按键模块的编程，实际上就是根据检测口的电平变化和按键电路的状态，判断出按键模块中哪个按键是真的按下了，按键编程的最基础，常用的就是区分出每一个按键，其次是每个按键的长按，短按，双击。最后才是组合按键的情况。组合按键是指多个按键同时按下的情况，比如电脑键盘存在3个按键同时按下的情况。多个按键同时按下，独立按键是比较好处理的，因为不存在电路问题，其他的按键电路，有的电路不能容忍多个按键同时按下，如，ADC检测按键，还有的电路，检测起来的程序可能更加复杂，这里就不进行展开了。

按键的模块的设计，主要内容是：按键数量和需要IO口的数量，当然有些不常见的按键电路，需要一些其他器件，芯片辅助完成。

下表为按键设计的一些方案（占用IO口数量在8个IO口以内，可使用扩展芯片。只列出来一部分，有些专用的按键检测芯片，因为本人没有使用过，所以这里没有列出来，欢迎评论区留言）

表1 一些按键检测方案

方案1，2的电路图相似，编程上也基本一致，但是要做到3X3矩阵按键不影响8个IO口剩下的两个，需要对4X4矩阵按键的代码做出一些优化，这里就不进行展开了。下图是4X4矩阵按键和3X3矩阵按键的原理图。

方案3-6,看似就是按键数量的增加，电路的重复，实际上针对不同的按键数量，他们的编程可能存在不同，比如最常见的独立按键编程，只检测一个按键，那如何编程2个独立按键的程序呢？复制，再写个一样的函数？这样做的效率其实很低。独立按键的原理图如图所示。同时独立按键可以加上0.1Uf的电容进行消抖处理，这样我们代码中就不需要软件消抖了。

方案7，8都是按键结合二极管，使得较少的IO口可以检测出较多的按键，这两个我之前都分析过的，也分享过视频，这里就不进行展开了。

方案9，4个IO口检测52个按键，这里使用了较多的二极管，这个的检测原理和方案7,8相似，这里不进行展开了，本人还没有进行测试。但是原理没有问题，同时4个IO口理论上可以检测更多的按键，不过还需要增加二极管的数量。

方案10，译码器+
IO口方案，这个其实就是一个扫描方案，如果你的电路中出现数码管，可以和数码管的位选进行结合，减少单片机IO口的使用数量，当然那样你的代码可能更加的复杂。

方案11，一个IO口检测两个按键，这个设计呢，可能有点超出大部人的理解，但这个设计确实可以存在。通过判断IO电平是被拉高还是拉低区分出两个按键的动作。

方案12，矩阵按键8X8，是一个我之前制作过的一个项目，使用译码器进行扫描，使用CD4051读取按键的状态，64个按键需要扫描64次才完成一轮，当检测按键按下时，停止扫描，进行按键的，短按，长按，双击判断，算是转化为普通的按键了。

方案13，ADC检测按键，这个方案作为最节省IO口的代表，每次我发其他类型的视频，总是有人推荐这个，有一说一，确实。但是这个是需要ADC口的，同时这个按键组合，一定不能存在两个按键同时被按下的情况。还有就是电路中的电阻精度，尽量选择1%，选择5%精度的电阻可能出现按键检测错误现象。

方案14-20，又是一系列方案，这个方案和方案7.8.9是一样的，从方案7，8，9演变而来，取消了方案7，8，9中的部分情况。

方案20，这个8个IO口检测64个按键，其中电路中二极管的数量为8个，这8个二极管的作用就是：区分出是IO1拉低了IO2，还是IO2拉低了IO1。区分出这些呢，一共是56种情况，加上最下边的8个独立按键，即可实现64个按键的区分。

方案21，8路触摸按键。这个方案我是测试过的，可行，但是电路需要较多的元件，因为这个电路是从最基础的部分做起。这个的原理就不分析了，分析起来能新开一篇文章。

至此，21个电路，12种按键方案的电路图已经分享完了，部分方案我是分享过视频的，而每一个方案都是可行的（如果问题，可以提出），之后呢，可能对每种方案的编程思想进行详解，敬请期待。