節省電能的單引腳鍵盤接口電路設計

本設計實現將4行4列矩陣式鍵盤通過一個引腳接入單片機，是引腳數目受限情況下的理想選擇，具有節省電能的優點。555定時器有引出電流，為降低功耗，對電路進行如圖1設計，則只在CMOS集成電路上有泄漏損耗。
當有鍵按下時，74HC14施密特觸發器形成一個振蕩器，U1C的輸出為反饋信號接至U1A輸入端和時基電容C1，則構振蕩電路，產生輸出脈沖，圖中SIL1、SIL2和C1決定脈沖振蕩周期。由于CMOS與555開關門限不同，使電阻選頻存在時間或溫度不穩定性，本文引入控流二極管D1～D10可以解決此問題。SLI1、SLI2電阻網絡分別決定占空時間，由于一周期內存在4段不同的占空時間，因此溫度的微小變化不會產生錯誤的按鍵信號，單片機通過查詢占空時間、利用門限值編解碼，判斷是否有鍵按下。
當無按鍵時，反饋電路開路，U1A輸入端通過R1置0，圖中74HC14的所有輸入、輸出均為0V或VCC，因此漏損耗低，電源工作在理想狀態，而一量有鍵按下則產生脈沖信號。當單片機不工作時，不進行按鍵查詢，處于休眠狀態。
圖中D11和D12實現溫度補償，當溫度變化不大時，D11和D12可省略。■


圖1 當有鍵按下時，74HC14施密特觸發器構成振蕩器。