對(duì)于只需要不到鍵盤或數(shù)字鍵盤的應(yīng)用，這個(gè)簡(jiǎn)單的電路使用單個(gè)多通道1-Wire可尋址開(kāi)關(guān)（DS2408）和幾個(gè)外部元件來(lái)監(jiān)視多個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)。

鍵盤和數(shù)字小鍵盤通常為電子設(shè)備提供用戶界面，但許多應(yīng)用只需要少量按鈕。對(duì)于這些，您可以通過(guò)一對(duì)電線監(jiān)控多個(gè)按鈕（圖1）。

圖1.該電路連接到微控制器，僅使用兩根電線即可監(jiān)控8個(gè)按鈕。

多通道、1-Wire可尋址開(kāi)關(guān)（U1、DS2408）提供輸入/輸出端口P0–P7，在本應(yīng)用中用作輸入。高值電阻器（R帕金森）將這些端口接地以確保定義的邏輯狀態(tài)（0），D1–C1形成本地電源，從1-Wire通信線路竊取能量。當(dāng)您按下按鈕時(shí)，它將相應(yīng)的端口連接到本地電源電壓，相當(dāng)于邏輯1。這種狀態(tài)變化設(shè)置端口的活動(dòng)鎖存器（參見(jiàn)數(shù)據(jù)手冊(cè)）。

條件搜索輪詢

作為1-Wire從器件，U1不啟動(dòng)通信。相反，主機(jī)（通常為微控制器）輪詢1-Wire線路。為了最大限度地降低開(kāi)銷，U1支持稱為“條件搜索”的1-Wire網(wǎng)絡(luò)功能。但是，在使用該功能之前，必須根據(jù)應(yīng)用程序的需要配置 U1。這包括定義合格輸入端口（通道選擇），指定合格端口的極性（通道極性選擇），在端口的引腳或活動(dòng)鎖存器之間進(jìn)行選擇，以及指定設(shè)備是響應(yīng)單個(gè)端口的活動(dòng)（OR）還是所有端口的活動(dòng)（AND）。

配置示例

例如，如果八個(gè)端口中的任何一個(gè)檢測(cè)到活動(dòng)，則考慮 U1 將執(zhí)行條件搜索。此條件需要以下配置設(shè)置：通道選擇掩碼（地址 008Bh）= 11111111b（1 表示選擇了端口）;通道極性選擇寄存器（地址008Ch）= 11111111b（1表示電平必須高）;控制/狀態(tài)寄存器（地址 008Dh） = 00000001b（選擇端口的活動(dòng)鎖存器作為源，并指定 OR 作為條件搜索詞，即單個(gè)端口上的活動(dòng)）。

上電后，必須使用寫入條件搜索寄存器命令將配置數(shù)據(jù)加載到 U1 中。要用作輸入，PIO 輸出鎖存器必須設(shè)置為 1。通道訪問(wèn)寫入命令（以 FFh 作為 PIO 輸出數(shù)據(jù)字節(jié)）將端口定義為輸入。隨后，“重置活動(dòng)閂鎖”命令的發(fā)出將完成配置。U1 現(xiàn)在已準(zhǔn)備好處理按鈕活動(dòng)。

軟件大綱

配置U1后，上電時(shí)的應(yīng)用軟件進(jìn)入無(wú)限循環(huán)，其中1-Wire復(fù)位后跟條件搜索命令。如果沒(méi)有按鈕活動(dòng)，則 U1 沒(méi)有響應(yīng)，如條件搜索命令代碼后面的兩個(gè)位的“邏輯 1”所示。在這種情況下，微控制器取消條件搜索并重新開(kāi)始。

如果 U1 響應(yīng)條件搜索，則前兩位將為 1 和 0，以真形式和反轉(zhuǎn)形式表示設(shè)備家族代碼 （29h） 的最低有效位。在這種情況下，微控制器應(yīng)完成條件搜索流程，該流程由192位序列組成（參見(jiàn)數(shù)據(jù)手冊(cè)）。接下來(lái)，微控制器通過(guò)使用PIO活動(dòng)鎖存器狀態(tài)寄存器的地址（地址008Ah）發(fā)出讀取PIO寄存器命令來(lái)讀取寄存器的數(shù)據(jù)。然后，微控制器發(fā)出1-Wire復(fù)位，然后發(fā)出恢復(fù)和復(fù)位活動(dòng)鎖存器命令。然后，它返回到無(wú)限循環(huán)，輪詢下一個(gè)按鈕事件。

如果U1響應(yīng)且未連接其他1-Wire從機(jī)，微控制器可在讀取前2位后取消條件搜索，發(fā)出1-Wire復(fù)位，然后發(fā)出Skip ROM命令，然后讀取PIO活動(dòng)鎖存器狀態(tài)寄存器。接下來(lái)，它必須發(fā)出1-Wire復(fù)位，然后發(fā)出跳過(guò)ROM和復(fù)位活動(dòng)鎖存器命令，然后返回?zé)o限循環(huán)。

按下了哪個(gè)按鈕？

從PIO活動(dòng)鎖存器狀態(tài)寄存器讀取的代碼包含答案。如果按下 PB1，則數(shù)據(jù)為 00000001b，對(duì)于 PB2，數(shù)據(jù)為 00000010b，依此類推。8 位中至少有一個(gè)為 1。如果自上次“重置活動(dòng)閂鎖”命令以來(lái)按下了多個(gè)按鈕，則幾個(gè)位將為 1。然后，應(yīng)用軟件必須決定此類條件是否有效。 （在最簡(jiǎn)單的情況下（8 個(gè)代碼中的 1 個(gè)），軟件會(huì)將所有設(shè)置了多個(gè)位的代碼視為無(wú)效。

超過(guò) 8 個(gè)按鈕

這個(gè)概念可以擴(kuò)展到8個(gè)以上的按鈕。您可以將其他按鈕與同時(shí)激活的兩個(gè)端口相關(guān)聯(lián)，而不是將一個(gè)按鈕與一個(gè)端口相關(guān)聯(lián)（2/8 代碼）。這些附加按鈕 （PBn） 的連接如圖 2 所示（x， y = 0 到 7， x ≠ y）。如果 Px 或 Py 被另一個(gè)按鈕激活，二極管會(huì)阻止該活動(dòng)傳播到其他端口。同樣，應(yīng)用軟件必須檢查從PIO活動(dòng)鎖存器狀態(tài)寄存器讀取的代碼，以確定其是否有效。這個(gè)概念的理論極限是 255 個(gè)按鈕，每個(gè)額外的按鈕需要組合 2、3、4、5、6、7 或 8 個(gè)二極管。當(dāng)每增加一個(gè)按鈕的二極管成本開(kāi)始超過(guò)收益時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)再增加一個(gè)DS2408更具成本效益。

圖2.如果使用二極管將其他按鈕（最多 28 個(gè)）連接到兩個(gè)端口，則可以對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控。

審核編輯：郭婷