Doporučujeme












Naše Bannery








Toplist




Numeric KeyPad Interface
Napísal Diallix   
Piatok, 26 September 2014 10:08

V projekte Numeric MATRIX KeyPad Interface navrhnem univerzálnu logiku pre vytvorenie interface medzi mcu a numerickou MATRIX klávesnicou.

 

Doporučené preštudovať: Oživenie LCD | Prenosy | USB | Simulácia RS-232 PC(Master) - MCU(Slave)


Princíp konštrukcie numerickej matrix klávesnice spočíva v zapojení tlačidiel do matice, kde vertikálne zapojenie prvého kontaktu tlačidla predstavuje stĺpec a horizontálne zapojenie druhého kontaktu predstavuje riadok. Pole takto zapojených tlačidiel predstavuje x-rozmerné pole, kde x.I sú riadky a x.Y sú stĺpce.

Konštrukcia MATRIX klávesnice:



Väčšina klávesníc absencuje rezistorové polia.
Tie podľa schémy aplikujeme.


Spôsob činnosti MATRIX klávesnice

Činnosť tlačidiel v doporučených článkov sme už popísali. Matrix klávesnica pracuje na odlišnom princípe. Zatiaľ čo u klasických tlačidiel nastavíme daný port tlačidla ako vstupný a zisťujeme vstupnú hodnotu po stlačení, u matrix klávesnice je systém skenovania portov. Klávesnica, napríklad 3x3, má 3 riadky napojené na troch samostatných portov a 3 stĺpce sú napojené na ďalšie tri samostatné porty.

Pri ukážke budeme mať maticovú klávesnice 3x3, kde 3 stĺpce budú zapojené na registru PORTB, a to portoch RB1, RB2, RB3 a riadky budú zapojené na tom istom registre, na portoch RB9, RB10, RB11 .

Rozdelenie častí skenovania:

1. Nastavenie 1. sken - hrany:
    Prvé skenovanie (sken strana) bude detekovať prítomnosť log. 0 na stĺpcoch.
       -- Porty RB1-RB3 (stĺpce) budú nastavené ako vstupné, TRISB - 1 a ich hodnoty PORTB nastavíme na log. 1.
       -- Porty RB9-RB11 (riadky) budú nastavené ako výstupné, TRISB - 0 a ich hodnoty PORTB nastavíme na log. 0.



2. Skenovanie - čakanie:
    Procesor skenuje register PORTB, porty RB1-RB3 či sa na nich nachádza hodnota 111, alebo inak 0xE. Pokiaľ áno, čaká.

3. Skenovanie - akcia:
    Pokiaľ sa na daných portoch nenachádza 0xE, teda niektoré tlačidlo je stlačené, z registra PORTB sa zistí číslo portu
    a tým sa nastaví číslo stĺpca - 0,1,2.



  Zistila sa log. 0 na nultom stĺpci, a teda na porte RB1. Premennej reprezentujúcej číslo stĺpca sa priradí hodnota "0".


  4. Odpoveď na akciu (nastavenie 2. sken - hrany):
    Ako náhle je zistené číslo stĺpca, musí sa zistiť číslo riadku. Urobí sa inverzná operácia k operácií v kroku 1. .
    Druhé skenovanie (sken strana) bude detekovať prítomnosť log. 0 na riadkoch.
       -- Porty RB1-RB3 (stĺpce) budú nastavené ako výstupné, TRISB - 0 a ich hodnoty PORTB nastavíme na log. 0.
       -- Porty RB9-RB11 (riadky) budú nastavené ako vstupné, TRISB - 1 a ich hodnoty PORTB nastavíme na log. 1.



5. Skenovanie - čakanie:
    Procesor skenuje PORTB, porty RB9-RB11 či sa na nich nachádza hodnota 111, alebo inak 0xE.
    Pokiaľ áno (vrchný obrázok), čaká.
    Tento stav nastáva v prípade rýchleho pustenia klávesy.

6. Skenovanie - akcia:
    Ak klávesu držíme dostatočne dlho, krok 5. sa preskočí a z portov RB9-RB11 sa z registra PORTB zistí
    hodnota log. 0 a tým sa uloží do premennej, reprezentujúcej číslo riadku, jeho označenie - 0,1,2.



Zistila sa log. 0 na nultom riadku, a teda na porte RB9. Premennej reprezentujúcej číslo riadku sa priradí hodnota "0".



Po skenovaní zmačknutej klávesy sme dospeli k riadku 0 a stĺpcu 0. Obe premenné vložíme ako hodnoty indexov do dvojrozmerného poľa, kde máme uložené reprezentujúce znaky v hex, podľa štandardu ASCII.




Popísali sme princíp skenovania. Navrhnem schému zapojenia:



Potencionálny návrh kódu

Pre rýchle a jednoúčelovo-ukážkové prezentovanie funkčnosti, navrhnem jednoduchý kód.


main.c


/* externa deklarácia */
int rows = 3;
int cols = 3;
int current_row, current_col, a, b;
byte byte_mask;

byte Keys[rows][cols] = { {0x31,0x32,0x33},
                                      {0x34,0x35,0x36},
                                      {0x37,0x38,0x39}
                                    };

int main(void)
{
   /* nastavenie portov RB1,RB2,RB3,RB9,RB10,RB11 - DIGITAL - riadky-stlpce */
   /* nastavenie portu RB0 - DIGITAL - Led */

   /* konfiguracia slucky */
    while(1)
    {
       TRISB=0x000E;
       PORTB=0x000E;

       while((PORTB & 0x000E)==0x000E);
       ScanningRows();

       TRISB=0x0E00;
       PORTB=0x0E00;

       while((PORTB & 0x0E00)==0x0E00);
       ScanningCols();

       for(a=0;a<=rows;a++)
           {
              for(b=0;b<=cols;b++)
                  {
                      if(Keys[a][b]==Keys[current_row][current_col] && Keys[a][b]==0x31)
                       {
                           Bit_Set(PORTB,0);
                           Delay_ms(40);
                           Bit_Clr(PORTB,0);
                       }
                  }
           }
       Delay_s(1);
    }
}

void ScanningRows(void)
{
   byte_mask=PORTB & 0x000E;
   switch(byte_mask)
   {
      case 0x0006: current_row=2;
      break;
      case 0x000A: current_row=1;
      break;
      case 0x000C: current_row=0;
      break;
   }
}

void ScanningCols(void)
{
   byte_mask=PORTB & 0x0E00;
   switch(byte_mask)
   {
      case 0x0600: current_col=2;
      break;
      case 0x0A00: current_col=0;
      break;
      case 0x0C00: current_col=1;
      break;
   }
}




Návrhnutý program po predošlom algoritmovom popise však nie je efektivný, až nepoužiteľný pri snahe prenosového použitia.
Prenositeľnosť medzi rôznymi zariadeniami by znamenalo rekonfiguráciu portov registru/registrov.

Ďalší problém je v samostatnej konfigurácií registrov.
Uvedomme si, že takýmto konfigurovaním rušíme nastavenia na ostatných portov, ktoré môžme využívať v inom zapojení. Problémom je, že aj napriek vložení programu do vlákna, budú ostatné vlákna rušené.

O univerzálnosti nemôže byť ani reč.


Pri využití pointrov a logiky prepínania riadkov/stĺpcov sme schopný napísať adekvátny program, podporujúci prenositeľnosť a univerzálnosť.

Navrh nižšie:



             Program
---------------------------------------------------------------------
Názov programu: matrix_keypad
Autor: Diallix
Posledná revízia: 13.02 2018 
Jazyk: C
Licencia: freeware

Download


---------------------------------------------------------------------



















 
Joomla ACL by AceACL