将大量按钮连接到一个微控制器输入。方案、说明

将大量按钮连接到一个微控制器输入。无线电电子电气工程百科全书

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所提出的解决方案的想法在[1]中提出。其本质是使用最少数量的输出将最多数量的接触传感器（簧片开关、按钮）连接到微控制器。这个想法是使用通用定时器 KR1441VI1 实现的。定时器的时间设定RC电路由与每个按钮串联的一个电容器和一组电阻组成。某个关闭的按钮对应于定时器生成的其自身脉冲频率，该频率由微控制器测量[2]。

原始版本有两个明显的缺点。其中之一是使用两个微控制器输入。生成的脉冲被施加到其中之一。第二个用于确定按钮是否关闭，尽管这可以很容易地在软件中完成，因此微控制器的这个输入可以用于其他目的。另一个缺点是测量频率，而不是脉冲重复周期。因此，为了获得频率与按钮数量的线性相关性，使用了大量不同额定值的时间设置电阻器。

将大量按钮连接到一个微控制器输入
米。一、施工方案

所提出的技术方案，其方案如图1所示。 1441不存在这些缺点。 CMOS 结构的定时器 KR1VI555（LMC2 的类似物）以自振荡模式运行，占空比为 3 [XNUMX]。在此模式下，脉冲重复周期等于

T = 2 ln2 C R,

其中C和R分别是定时电路元件的电容和电阻。当C = C1和R = R1 N时，由N个（根据按钮数量）相同的电阻与R1串联组成，周期T等于：

T≈1,39 C1 R1 N

它与电容器C1和第一闭合按钮SB1-SB32之间的电阻器的数量成正比，并且可以容易地由微控制器测量。与原始源一样，当同时关闭多个按钮时，数字较小的按钮具有优先权。

当所有按钮都打开时，需要电阻器 R38 来保持脉冲生成。微调电阻器 R35 设置定时器振荡周期与微控制器形成的测量间隔持续时间的比率，这是正确确定按下按钮的数量所必需的。

微控制器的演示程序通过中断IRQ0测量周期T的持续时间，将其转换为按钮编号并将其显示在LCD MT-16S2S上[4]。微控制器和 LCD 之间的通信通过三线串行接口进行组织。单片机只有四个输出被信息的输入和输出占用，其余的可以用于其他目的。

为了测量周期，使用了微控制器的八位定时器计数器0。程序根据中断请求IRQ0输入端的上升电平差，读取测量周期的持续时间，并复位计数寄存器。为了提高测量精度，计数器预分频器也被重置。由于 ATtiny 微控制器中所有定时器/计数器的预分频器都是通用的，因此当与其他预分频器一起使用时，这可能会影响定时器/计数器 1 生成的时间间隔的持续时间。当所有按钮的触点都打开时，测量周期的计数器就会溢出。根据相应的中断，判断打开状态。

识别按钮的最大数量取决于定时器和微控制器形成的时间间隔的稳定性。当微控制器由内部RC发生器提供时钟并使用TKE较小的薄膜电容器、TCR较小且与标称值偏差不超过1%的电阻时，定时RC电路中的按钮数量可以达到12-16个。通过更准确地选择电阻器，可以识别 32 个按钮。通过石英谐振器稳定微控制器时钟发生器的频率可以允许更多地增加它们的数量。

器件布局采用进口薄膜电容C1（模拟K73-17）和表面贴装电阻R1-R32 CR1206-FX-5621ELF，阻值为5,62 kOhm ± 1%。从一卷的 50 个电阻中，选出了 32 个电阻的最大和最小电阻值之差不超过 20 欧姆。为了减少DA1定时器的输出电压对所连接的电阻器R1-R32的数量的依赖性对振荡周期的影响，电阻值较小的电阻器具有较低的位置编号，并且定时器输出3和7连接在一起。

微调电阻R35必须是多匝的，例如SP5-3或类似电阻。调整如下进行。关闭比最大值小一的位置按钮（在本例中为 SB31），并找到 R35 调谐电阻器引擎的两个位置，对应于 LCD 读数从 31 到 32 以及从 31 到 30 的变化。将引擎设置到找到的位置之间的中间。

将大量按钮连接到一个微控制器输入
米。 2.检查设备和调试单片机程序

检查设备并调试微控制器程序是在图 2 所示的布局上进行的。 0. 微控制器配置字节编程如下：低 - 0xBF，高 - 4xD0，附加 - 7xFF。由于找不到布局所需的按钮数量，我们不得不使用 PP4-XNUMXLV 开关代替。表面贴装电阻器直接焊接到开关板上。尽管微控制器通过内部 RC 发生器工作，但在室内条件下使用选定的电阻器，可以正确确定闭合开关触点的数量。

微控制器程序可以从 ftp://ftp.radio.ru/pub/2016/11/key-tx.zip 下载。

文学

使用 2 定时器的 555 线键盘接口。 - 网址：radiolocman.com/shem/schematics.html?di=88598。
Tiny 系列的 Evstifeev A. V. AVR 微控制器 - M .：“DODEKA-XXl”，2007 年。
LMC555 CMOS 定时器。 - URL：pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/9100/NSC/LMC555CN.html。
MT-16S2S。 LCD 字母数字指示器 2 行，每行 16 个字符。 - 网址：melt.com.ru/docs/MT-16S2S.pdf。

作者：S.伊万诺夫

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