5个IO口最多能扫描多少个按键.docx
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5个IO口最多能扫描多少个按键
5个IO口最多能扫描多少个按键?
简介：
在做项目（工程）的时候，我们经常要用到比较多的按键，而且IO资源紧张，于是我们就想方设法地在别的模块中节省IO口，好不容易挤出一两个IO口，却发现仍然不够用，实在没办法了就添加一个IC来扫键。
一个IC虽然价...
在做项目（工程）的时候，我们经常要用到比较多的按键，而且IO资源紧张，于是我们就想方设法地在别的模块中节省IO口，好不容易挤出一两个IO口，却发现仍然不够用，实在没办法了就添加一个IC来扫键。
一个IC虽然价格不高，但对于大批量生产而且产品利润低的厂家来说，这是一笔不菲的开支!
那，我们能不能想到比较好的扫键方法：
用最少的IO口，扫最多的键？
可以吗？
举个例：
给出5个IO口，能扫多少键？
有人说是2*3＝6个，如图一：
图一
对，大部分技术参考书都这么做，我们也经常这样做：
用3个IO口作行扫描，2个IO作列检测（为方便描述，我们约定：
设置某一IO口输出为“0”――称其为“扫某IO口”）。
用行线输出扫键码，列线检测是否有按键的查询方法进行扫键。
扫键流程：
在行线依次输出011，101，110扫键值，行线每输出一个扫键值，列线检测一次。
当列线检测到有按键时，结合输出的扫键值可以判断相应的按键。
但是，5个IO真的只能扫6个键吗？
有人说可以扫9个，很聪明！
利用行IO与地衍生3个键（要注意上拉电阻），如图二：
图二
扫键流程：
先检测3个行IO口，对K1’，K2’，K3’进行扫键，之后如上述2*3扫键流程。
5个IO口能扫9个键，够厉害吧，足足比6个键多了1/2！
动动脑，还能不能再多扫几个？
就几个？
一个也行！
好，再想一下，硬是被逼出来了！
如图三：
图三
不多不少，正好10个键！
这种扫键方式比较少见吧！
漂亮！
扫键流程：
设IO1输出为“0”，检测IO2…IO5，若判断有相应健按下，则可知有健；若无键，则继续扫键：
设IO2输出为“0”，检测IO3，IO4，IO5，判断有无键按下，如此类推。
这里应注意：
当扫某一IO口（输出为“0”）时，不要去检测已经扫过的IO口。
如：
此时设置IO2输出为“0”，依次检测IO3,IO4,IO5，但不要去检测IO1，否则会出错（为什么，请思考）。
感觉怎么样？
不错吧！
让我们再看看图三，好有成就感！
看着，看着……又看到了什么？
快！
见图四：
图四
真强！
被您看出20个键！
多了一个对称的三角形。
可是，像这样的排列能正确扫20个键吗？
回答是肯定的：
不能！
上下三角形相互对称，其对称扫出的键无法区别。
有没有注意到分析图三时提到的注意点？
（à“当扫某IO口时，不要去检测已经扫过的IO口，否则会出错”）
我们分析一下图四：
当IO1输出“0”时，按下K11或K11’键都能被IO2检测到，但IO2检测却无法区别K11和K11’键！
同理，不管扫哪个IO口，都有两个对称的键不能区分。
我们假想，如果能把对称键区分开来，我们就能正常地去判断按键。
我们在思考：
有没有单向导通性器件？
有！
见图五！
图五
很巧妙的思路！
利用二极管的单向导通性，区别两个对称键。
扫键思路：
对逐个IO口扫键，其他四个IO口可以分别检测其所在的四个按键。
这样，就不会有分析图三时提到的注意点。
够酷吧！
等等，大家先别满足现状，我们再看一下图二，是不是有点启发？
对，我们再分析一下“用5个IO口对地衍生的5个键”。
看图六：
图六
25个键！
5个IO口扫出25个键！
先别激动，我们再分析一下它的可行性，分析通得过才能真正使用。
假设扫键流程：
先扫对地的5个键，再如图五扫键。
先扫对地5个键，判断没有按键，接着对逐一对IO口进行扫键。
但当对某一IO口扫键时，如果有对地的键按下，这时有可能会误判按键，因为对地键比其他键有更高的响应优先级。
例如：
扫IO1，IO1输出“0”，恰好此时K62按下，IO2检测到有按键，那就不能判断是K11还是K62。
我们可以在程序上避免这种按键误判：
若IO2检测到有按键，那下一步就去判断是否有对地键按下，如果没有，那就可以正确地判断是K11了。
我们小结扫键个数S：
S=（N-1）*N+N――启用二极管
S=（N-1）*N/2+N――省掉二极管
经典吗？
太经典了！
！
告诉大家一个小道消息：
第一个设计出此电路的人是一个美国大佬，他（她？
）还为此申请了专利！
示例代码如下（出自孩儿们之手哈）：
硬件描述：
键盘连接说明；
IO1PC1
IO2PC2
IO3PC3
IO4PC4
IO5PC5
核心函数：
/***********************************************************
*函数说明：
五个端口扫描25个键盘的函数*
*输入：
无*
*输出：
键盘编号*
*调用函数：
无*
***********************************************************/
UINT8_25Key_Scan（void）
{
UINT8i=0,Key_Num=0;
//扫描最下面一行开关
DDRC|=BIT（PC1）|BIT（PC2）|BIT（PC3）|BIT（PC4）|BIT（PC5）;
PORTC|=BIT（PC1）|BIT（PC2）|BIT（PC3）|BIT（PC4）|BIT（PC5）;
NOP（）;
NOP（）;
for（i=1;i<=5;i++）
{
if（!
（PINC&BIT（i）））//PCi=0
{
Key_Num=i+20;
returnKey_Num;
}
}
//扫描第一行开关
DDRC|=BIT（PC1）;//PC1输出
PORTC&=~BIT（PC1）;//PC1=0
DDRC&=~（BIT（PC2）|BIT（PC3）|BIT（PC4）|BIT（PC5））;//PC2-PC5输入
PORTC|=BIT（PC2）|BIT（PC3）|BIT（PC4）|BIT（PC5）;//PC2~PC5=1
NOP（）;
NOP（）;
for（i=2;i<=5;i++）
{
if（!
（（PINC&BIT（i））））
{
Key_Num=i-1;
returnKey_Num;
}
}
//扫描第二行开关
DDRC|=BIT（PC2）;//PC2输出
PORTC&=~BIT（PC2）;//PC2=0
DDRC&=~（BIT（PC1）|BIT（PC3）|BIT（PC4）|BIT（PC5））;//PC1、PC3-PC5输入
PORTC|=BIT（PC1）|BIT（PC3）|BIT（PC4）|BIT（PC5）;//PC1、PC3~PC5=1
if（!
（PINC&BIT
（1）））
{
Key_Num=5;
returnKey_Num;
}
else
{
for（i=3;i<=5;i++）
{
if（!
（PINC&BIT（i）））
{
Key_Num=i+3;
returnKey_Num;
}
}
}
//扫描第三行开关
DDRC|=BIT（PC3）;//PC3输出
PORTC&=~BIT（PC3）;//PC2=0
DDRC&=~（BIT（PC1）|BIT（PC2）|BIT（PC4）|BIT（PC5））;//PC1、PC2、PC4、PC5输入
PORTC|=BIT（PC1）|BIT（PC2）|BIT（PC4）|BIT（PC5）;//PC1、PC2、PC4、PC5=1
if（!
（PINC&BIT
（1）））
{
Key_Num=9;
returnKey_Num;
}
elseif（!
（PINC&BIT
（2）））
{
Key_Num=10;
returnKey_Num;
}
elseif（!
（PINC&BIT（4）））
{
Key_Num=11;
returnKey_Num;
}
elseif（!
（PINC&BIT（5）））
{
Key_Num=12;
returnKey_Num;
}
//扫描第四行开关
DDRC|=BIT（PC4）;//PC4输出
PORTC&=~BIT（PC4）;//PC4=0
DDRC&=~（BIT（PC1）|BIT（PC2）|BIT（PC3）|BIT（PC5））;//PC1~PC3、PC5输入
PORTC|=BIT（PC1）|BIT（PC2）|BIT（PC3）|BIT（PC5）;//PC1~PC3、PC5=1
for（i=1;i<=3;i++）
{
if（!
（PINC&BIT（i）））
{
Key_Num=i+12;
returnKey_Num;
}
}
if（!
（PINC&BIT（5）））
{
Key_Num=16;
returnKey_Num;
}
//扫描第五行开关
DDRC|=BIT（PC5）;//PC5输出
PORTC&=~BIT（PC5）;//PC5=0
DDRC&=~（BIT（PC1）|BIT（PC2）|BIT（PC3）|BIT（PC4））;//PC1-PC4输入
PORTC|=BIT（PC1）|BIT（PC2）|BIT（PC3）|BIT（PC4）;//PC1~PC4=1
for（i=1;i<=4;i++）
{
if（!
（PINC&BIT（i）））
{
Key_Num=i+16;
returnKey_Num;
}
}
returnKey_Num;
//循环的方法实现使用的是PORTD口
/*
uint8i=0,j=0;
DDRD=0;
PORTD=0xff;
for（i=0;i<5;i++）
{
if（!
（PIND&BIT（i）））
{
returni+1;
}
}
for（i=0;i<5;i++）
{
DDRD=BIT（i）;
PORTD=~BIT（i）;
for（j=0;j<5;j++）
{
if（（!
（PIND&BIT（j）））&&（j!
=i））
{
if（j>=i）returni*4+j+5;
returni*4+j+6;
}
}
}
return0;*/
}
根据最新成果，如果只考虑单个按键被按下的情况，键盘已经可以扩展为25+5*（4*3/2）=25+30=55个按键了……
实现这种方法的原理其实很简单。
假设，我们考
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