仅用两根线就能感知多个按钮，用来监控多个按钮开关的办法

来源：analog 发布时间：2023-09-13

摘要： 这个简单的电路使您能够使用单个多通道1线可寻址开关(DS2408)监控多个按钮开关。

对于需要少于键盘或数字键盘的应用，这个简单的电路使用单个多通道1线可寻址开关(DS2408)和一些外部组件监控多个按钮开关。

这篇文章的类似版本出现在2010年9月9日的EDN杂志上。

键盘和数字小键盘通常为电子设备提供用户界面，但许多应用程序只需要少量的按钮。对于这些，您可以通过一对导线监视多个按钮(图1)。

图1所示该电路连接到微控制器后，仅用两根电线就可以监控8个按钮。

多通道，1线可寻址交换机(U1, DS2408)提供输入/输出端口P0-P7，在此应用中用作输入。高值电阻(R(PD))将这些端口连接到地，以确保定义的逻辑状态(0)，D1-C1形成本地电源，从1-Wire通信线路窃取能量。当您按下按钮时，它将相应的端口连接到本地电源电压，这相当于逻辑1。这种状态的改变设置了端口的活动锁存器(参见数据表)。

条件搜索轮询

作为1-Wire从属设备，U1不发起通信。相反，主控(通常是微控制器)轮询1-Wire线。为了最小化开销，U1支持称为“条件搜索”的1-Wire网络功能。但是，在使用该功能之前，必须根据应用程序的需要配置U1。这包括定义合格的输入端口(通道选择)，指定合格端口的极性(通道极性选择)，选择端口的引脚或活动锁存器，并指定设备是否应响应单个端口的活动(or)或所有端口的活动(and)。

配置示例

例如，如果在8个端口中的任何一个端口检测到活动，U1将执行条件搜索。需要进行如下配置:信道选择掩码(地址008Bh) = 11111111b(1表示选择端口);通道极性选择寄存器(地址008Ch) = 11111111b(1表示电平必须高);控制/状态寄存器(地址008Dh) = 00000001b(选择端口的活动锁存作为源，并指定OR作为条件搜索项，即单个端口的活动)。

上电后，必须使用Write Conditional Search Register命令将配置数据加载到U1中。作为输入，PIO输出锁存器必须设置为1。通道访问写命令(以FFh作为PIO输出数据字节)将端口定义为输入。随后，发出Reset Activity latch命令完成配置。U1现在可以处理按钮活动了。

软件概述

配置U1后，应用软件上电进入一个无止回循环，1-Wire Reset后接条件搜索命令。如果没有按钮活动，U1就没有响应，正如条件搜索命令代码后面的两个比特的“逻辑1”所表明的那样。在这种情况下，微控制器取消条件搜索并重新开始。

如果U1响应条件搜索，前两位将是1和0，代表设备族代码(29h)的最低有效位，以其真形式和倒形式表示。在这种情况下，微控制器应该完成条件搜索流，它由一个192位序列组成(见数据表)。接下来，微控制器通过使用PIO活动锁存状态寄存器的地址(地址008Ah)发出读PIO寄存器命令来读取寄存器的数据。然后微控制器发出1线复位，接着是命令Resume和reset Activity latch。然后它返回到无限循环，轮询下一个按钮事件。

如果U1响应并且没有其他1-Wire slave连接，微控制器可以在读取前2位后取消条件搜索，发出1-Wire复位，然后是Skip ROM命令，然后读取PIO活动锁存状态寄存器。接下来，它必须发出1线复位，然后是命令跳过ROM和复位活动锁存器，然后返回到无限循环。

哪个按钮被按了?

从PIO活动锁存状态寄存器读取的代码包含答案。按PB1，数据为00000001b，按PB2，数据为00000010b，以此类推。8位中至少有一个是1。如果自上次Reset Activity latch命令以来按了几个按钮，则几个位将为1。然后应用软件必须决定这样的条件是否有效。(在最简单的情况下(1-of-8代码)，软件认为所有设置超过1位的代码无效。

超过8个按钮

这个概念可以扩展到8个以上的按钮。您可以将额外的按钮与同时激活的两个端口(2-of-8代码)关联，而不是将一个按钮与一个端口关联。这些额外的按钮(PBn)连接如图2所示(x, y = 0到7,x≠y)。如果Px或Py被另一个按钮激活，二极管阻止该活动传播到其他端口。同样，应用软件必须检查从PIO活动锁存状态寄存器读取的代码，以确定它是否有效。这个概念的理论限制是255个按钮，这需要每个额外的按钮组合2、3、4、5、6、7或8个二极管。当每个额外按钮的二极管成本开始超过收益时，您会发现添加另一个DS2408更具成本效益。