仅使用两根电线即可感应多个按钮

对于只需要不到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-Wire可寻址开关（DS2408）和几个外部元件来监视多个按钮开关。

键盘和数字小键盘通常为电子设备提供用户界面，但许多应用只需要少量按钮。对于这些，您可以通过一对电线监控多个按钮（图1）。

图1.该电路连接到微控制器，仅使用两根电线即可监控8个按钮。

多通道、1-Wire可寻址开关（U1、DS2408）提供输入/输出端口P0–P7，在本应用中用作输入。高值电阻器（R帕金森）将这些端口接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，相当于逻辑1。这种状态变化设置端口的活动锁存器（参见数据手册）。

条件搜索轮询

作为1-Wire从器件，U1不启动通信。相反，主机（通常为微控制器）轮询1-Wire线路。为了最大限度地降低开销，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。这包括定义合格输入端口（通道选择），指定合格端口的极性（通道极性选择），在端口的引脚或活动锁存器之间进行选择，以及指定设备是响应单个端口的活动（OR）还是所有端口的活动（AND）。

配置示例

例如，如果八个端口中的任何一个检测到活动，则考虑 U1 将执行条件搜索。此条件需要以下配置设置：通道选择掩码（地址 008Bh）= 11111111b（1 表示选择了端口）;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器作为源，并指定 OR 作为条件搜索词，即单个端口上的活动）。

上电后，必须使用写入条件搜索寄存器命令将配置数据加载到 U1 中。要用作输入，PIO 输出锁存器必须设置为 1。通道访问写入命令（以 FFh 作为 PIO 输出数据字节）将端口定义为输入。随后，“重置活动闩锁”命令的发出将完成配置。U1 现在已准备好处理按钮活动。

软件大纲

配置U1后，上电时的应用软件进入无限循环，其中1-Wire复位后跟条件搜索命令。如果没有按钮活动，则 U1 没有响应，如条件搜索命令代码后面的两个位的“逻辑 1”所示。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，则前两位将为 1 和 0，以真形式和反转形式表示设备家族代码 （29h） 的最低有效位。在这种情况下，微控制器应完成条件搜索流程，该流程由192位序列组成（参见数据手册）。接下来，微控制器通过使用PIO活动锁存器状态寄存器的地址（地址008Ah）发出读取PIO寄存器命令来读取寄存器的数据。然后，微控制器发出1-Wire复位，然后发出恢复和复位活动锁存器命令。然后，它返回到无限循环，轮询下一个按钮事件。

如果U1响应且未连接其他1-Wire从机，微控制器可在读取前2位后取消条件搜索，发出1-Wire复位，然后发出Skip ROM命令，然后读取PIO活动锁存器状态寄存器。接下来，它必须发出1-Wire复位，然后发出跳过ROM和复位活动锁存器命令，然后返回无限循环。

按下了哪个按钮？

从PIO活动锁存器状态寄存器读取的代码包含答案。如果按下 PB1，则数据为 00000001b，对于 PB2，数据为 00000010b，依此类推。8 位中至少有一个为 1。如果自上次“重置活动闩锁”命令以来按下了多个按钮，则几个位将为 1。然后，应用软件必须决定此类条件是否有效。 （在最简单的情况下（8 个代码中的 1 个），软件会将所有设置了多个位的代码视为无效。

超过 8 个按钮

这个概念可以扩展到8个以上的按钮。您可以将其他按钮与同时激活的两个端口相关联，而不是将一个按钮与一个端口相关联（2/8 代码）。这些附加按钮 （PBn） 的连接如图 2 所示（x， y = 0 到 7， x ≠ y）。如果 Px 或 Py 被另一个按钮激活，二极管会阻止该活动传播到其他端口。同样，应用软件必须检查从PIO活动锁存器状态寄存器读取的代码，以确定其是否有效。这个概念的理论极限是 255 个按钮，每个额外的按钮需要组合 2、3、4、5、6、7 或 8 个二极管。当每增加一个按钮的二极管成本开始超过收益时，你会发现再增加一个DS2408更具成本效益。

图2.如果使用二极管将其他按钮（最多 28 个）连接到两个端口，则可以对其进行监控。

审核编辑：郭婷