[电路设计]按键方案

本文记录和介绍几种按键解决方案，包括普通按键、按键编码电路、ADC按键的工作原理。

1、普通按键

一般使用的按键原理图如下图所示，由按键、上拉电阻和消抖滤波电容组成。按键断开时 $KeyIin1$KeyIin1处电压被上拉到+5V，当按键闭合时把 $KeyIin1$KeyIin1电压拉到0V，与按键并联的电容起到滤除按键按下与弹起时的高频信号。

2、74HC148编码器按键

当需要使用多个按键输入并且需要按键中断信号时可以考虑使用74HC148（8-3编码器）构成的按键电路，这种电路可以减少按键所占用的I/O口和提供一个中断触发信号。
74HC148可以工作在3.3V的电压下，能与一些3.3V的单片机或者处理器直接相连，74HC148的真值表如下图所示。

在正确配置使能信号后，0-7号管脚有任意一个管脚出现低电平，A0\A1\A2会输出对应的编码组合，同时GS拉低。GS可以用作中断信号，在中断服务函数中读取A0/A1/A2的值，查表可以知道是哪个按键被按下。
74HC148构成的按键电路图如下图所示，由于74HC148是具有优先级的编码器，所以未使用的管脚最好通过上拉电阻接到VCC。

3、ADC按键

在引脚资源紧张，同时MCU又具备ADC的应用中，可以考虑使用ADC按键，其电路组成如下图所示。
当某个按键按下时，按键对应的电阻与R36串联构成分压电路，C12作为滤波电容，滤除干扰信号，提高ADC检测的稳定性。ADC采集R36上的电压，可以使用查表或者计算的方式得到被按下按键的序号。这种方案优点是只需要一个ADC管脚即可识别多个按键的动作，还可以检测多个按键同时按下的动作，对ADC的精度也没有很高的要求；缺点是不能提供中断触发信号。在分压电阻取值时应当注意不同按键按下时对应的电压差不能小于ADC的检测精度，否则无法识别到底是哪个按键按下。 另外，ADC检测到的值并不是精确稳定的，而是会在某个电压范围内抖动，在编写程序时可以采用判断电压范围的方式来避免误判。