Welcher Schaltplan ist besser für den Anschluss einer Tastatur an eine MCU?

Nummer 1 kann für Ihren Controller destruktiv sein. Wenn Sie Push-Pull-Ausgänge für die Spalten und die Zeilen als Eingänge verwenden würden, wird durch Drücken von zwei Tasten in derselben Zeile die Stromversorgung durch die Ausgänge des Mikrocontrollers kurzgeschlossen. Wenn die Ausgänge des Mikrocontrollers als Open-Drain konfiguriert werden können, gibt es kein Problem, aber die Ausgänge müssen auch Pull-up-Widerstände haben. Dann haben Sie im Grunde Nummer 2, aber mit integrierten Klimmzügen.

Nummer 2. Dieselbe Geschichte, wenn Sie die Zeilen als Ausgaben verwenden würden. Die Verwendung der Spalten als Ausgänge ist sinnvoller, da R1-R3 einen Kurzschluss der Ausgänge vermeiden. Beachten Sie, dass ein niedriger Ausgangspegel den Serien-/Pull-up-Widerstand als Spannungsteiler betrachtet, sodass der Eingang 0,1 Vcc beträgt, obwohl dies normalerweise kein Problem darstellt.

Nummer 3 vermeidet den Teiler, aber die Widerstände an den Eingängen haben keine Funktion. Eine Variante ohne Vorwiderstand reicht aus.

Also 1) kann ein absolutes Nein-Nein sein. 3) ist etwas besser als 2) weil es den Spannungsteiler nicht hat, aber auf den Vorwiderstand verzichten kann.

Sie könnten dem ersten Schaltplan einfach Dioden hinzufügen, wenn Ihr Mikrocontroller über integrierte Pull-Ups oder Pull-Downs verfügt.

Das gezeigte Beispiel geht davon aus, dass Sie Klimmzüge an Ihren Eingängen haben (um eine Spalte auszuwählen, müssen Sie sie niedrig fahren) und der Zustand der Taste ist invertiert.

Wenn Sie Pulldowns an Ihren Eingängen haben, kehren Sie die Polarität der Dioden um und um eine Spalte auszuwählen, müssen Sie sie hoch treiben. Sie müssen den gelesenen Wert nicht invertieren.

Das erste Schema ist in Ordnung, vorausgesetzt, Sie verwenden einen Zwei-Phasen-Scan-Ansatz. In Phase 1 werden die Zeilen-GPIO-Pins als Eingänge mit internal konfiguriertPull-up-Widerstände aktiviert und die Spalten-GPIO-Pins sind als auf GND gesetzte Ausgänge konfiguriert. In der zweiten Phase werden die Rollen vertauscht. In jedem Fall wird der gelesene 4-Bit- (oder 3-Bit-) Eingang abgespeichert, und die "Vereinigung" der beiden Phasen ergibt einen 8-Bit- (oder 7-Bit-) Wert, den Sie in "Taste X" decodieren können gedrückt." Natürlich gibt es Tastenkombinationen, die in diesem Schema mehrdeutig zu dekodieren sind (z. B. kolinear). Sie müssen auch eine kleine Verzögerung zwischen dem Ändern der Pin-Funktionen und dem Lesen der Eingänge vorsehen, damit sich die Pins aufladen können. Davon abgesehen ist es ein guter minimaler Hardware-Ansatz, und solange Sie die Regeln in der Software befolgen, besteht keine Gefahr für Ihren Controller.