mcu資源不足？大神帶你擴(kuò)展按鍵資源 解決mcu按鍵端口太少

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需求?

對(duì)于一些小型低成本的產(chǎn)品所使用的的MCU都會(huì)選用較少管腳的封裝，一方面可以縮小產(chǎn)品的體積，同時(shí)還可以減低產(chǎn)品的成本。

所以這樣的產(chǎn)品對(duì)MCU資源的壓榨就尤為體現(xiàn)工程師們的經(jīng)驗(yàn)和能力了，但是一款好的產(chǎn)品隨著時(shí)間和市場(chǎng)的檢驗(yàn)，終究逃不掉功能上的升級(jí)和客戶需求的增加。

而按鍵作為一種與用戶交互的重要部分，在進(jìn)行產(chǎn)品升級(jí)換代中難免會(huì)遇到按鍵資源不夠的問題，那么如何擴(kuò)展按鍵資源就成為了一個(gè)比較常見的問題，目前常用的有如下兩種方案 :?

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外部擴(kuò)展芯片

這種算是最容易想到的一種IO擴(kuò)展的方案，通過串行線與擴(kuò)展芯片通信，從而控制擴(kuò)展芯片多個(gè)輸入輸出口。

比如遠(yuǎn)程IO擴(kuò)展芯片CH423，該芯片可以支持8 個(gè)雙向輸入輸出引腳和 16 個(gè)通用輸出引腳，并且還支持輸入電平變化中斷。

此圖源于CH423 中文手冊(cè)

我們只需要通過MCU的IIC外設(shè)或者模擬IIC與CH423進(jìn)行通信，從而對(duì)該芯片進(jìn)行寫入與讀取即可完成IO口的讀寫，實(shí)現(xiàn)了IO的擴(kuò)展需求。

使用CH423外擴(kuò)主要的缺點(diǎn)是成本太高，對(duì)于低端產(chǎn)品或許用一塊這樣的芯片就可以換一塊更好的主控芯片。

另外一種比較便宜點(diǎn)的方法是采用串轉(zhuǎn)并，并轉(zhuǎn)串的移位芯片，比如74HC165(數(shù)據(jù)從并轉(zhuǎn)串)、74HC595(數(shù)據(jù)從串轉(zhuǎn)并);當(dāng)然如果需要數(shù)據(jù)鎖存就需要鎖存器來進(jìn)行搭建如74HC574等等。

采用芯片擴(kuò)展終究還是會(huì)使得電路板的體積變大，甚至還需要硬件工程師花更多的時(shí)間設(shè)計(jì)電路等，當(dāng)然芯片擴(kuò)展也是有其優(yōu)點(diǎn)的，能讓主控MCU與外界隔離，從而起到保護(hù)MCU的作用等等。

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AD按鍵

一個(gè)好的思想往往能夠解決一系列的問題，對(duì)于MCU而言按鍵的變化無非就是改變了電平的狀態(tài)，如果我們把按鍵看成一個(gè)整體，對(duì)于MCU而言其就相當(dāng)于一個(gè)傳感器，所以我們可以把按鍵進(jìn)一步抽象成一個(gè)整體，通過設(shè)計(jì)電路使得按鍵的狀態(tài)變化體現(xiàn)在一個(gè)模擬量上來，MCU通過AD轉(zhuǎn)換從而形成一一映射關(guān)系得以檢測(cè)。

分析一下：

以上通過按鍵按下改變電路，從而形成不同的阻值的下拉電阻，比如當(dāng)K1按下ADC直接到地，從而檢測(cè)為0V，當(dāng)K2按下R1和R2形成串聯(lián)分壓，從而此時(shí)ADC檢測(cè)出來為3.3V/2，依次類推即可檢測(cè)出各個(gè)按鍵的狀態(tài)。 ? 然而細(xì)心的讀者應(yīng)該會(huì)想到，這樣的電路似乎不支持多個(gè)按鍵按下的檢測(cè)吧。比如當(dāng)K1和K2同時(shí)按下，這樣ADC直接鏈接到地，從而無論如何檢測(cè)出來還是0V。于是bug菌畫了如下電路，供大家參考: ?

3、結(jié)束語

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原文標(biāo)題：【MCU】用精妙方案解決按鍵端口太少問題

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