Popis

V implementaci ovladače, který vyčítání kódů kláves zajišťuje, nebudeme řešit jak rozeznat stisk více kláves. Budeme předpokládat, že uživatel bude mačkat vždy jen jednu klávesu. I tak bude zařízení maticové klávesnice dobře použitelné, např. pro potřeby různých zabezpečovacích zařízení.

Skenování klávesnice probíhá tak, že na vybraný řádek zapíšeme log. 0, zatímco na ostatní řádky log. 1. Pak vyčteme stav sloupců. Stisknutá klávesa na řádku s log. 0 způsobí, že na příslušném sloupci se objeví také log. 0. Dáme si tedy dohromady kombinaci zapsanou na řádky a kombinaci vyčtenou ze sloupců a máme kód stisknuté klávesy, tzv. scan kód.

Možná vás napadlo, co se stane když na daném řádku stiskneme více kláves. Nic zvláštního - na více sloupcích bude vyčtena log. 0, takže jsme schopni detekovat více stisknutých kláves na jednom sloupci. Problém ovšem nastává když je několik kláves stisknuto zaráz v pravostraném trojúhelníku, tj. dvě na jenom řádku a zároveň i na dvou sloupcích. Tehdy už může dojít k nejednoznačnosti vlivem posunu napětí a logická hodnota tak nemusí být určena správně. Proto budeme při implementaci ovladače předpokládat, že v jednom okamžiku je stisknuta jen jedna klávesa. Proto log. 0 na prvním skenovaném sloupci znamená ukončení skenování na vybraném řádku a přechod k vyhodnocení stisknuté klávesy.

Středobodem zapojení je maticová klávesnice o čtyřech řádcích a čtyřech sloupcích. Tlačítka samotná jsou zapojena mezi prusečíky řádků a sloupců, proto tedy maticová. Při stisku dané klávesy dojde k vyzkratování daného sloupce a řádku, čehož se využívá při detekci stisknuté klávesy.

Řádky klávesnice připojujeme přes konektor JP3 na výstupy integrovaného obvodu U2. Ten slouží pro oddělení datové sběrnice od řádků klávesnice a zároveň jako paměť poslední hodnoty zapsané na řádky klávesnice.

Sloupce klávesnice jsou připojeny přes konektor JP4 k integrovanému obvodu U4. Ten je zapojen tak, že strana B je vstupní (vstup DIR je na log. 0), zatímco strana A je výstupní. Při log. 0 na vstupu G obvodu U4 jsou výstupy A připojeny k datové sběrnici (jinak jsou ve stavu vysoké impedance - odpojeny). Tak je možné přes datovou sběrnici paralelního portu vyčíst stav sloupců přiopojených na vstupy na straně B. Pomocí odporové sítě RN2 je zároveň zajištěna výchozí hodnota log. 1 pro všechny sloupce a také pro nepřipojené vstupy na straně B.

Přepínání mezi zapisováním hodnoty na řádky sběrnice a čtením sloupců sběrnice zajišťují hradla integrovaného obvodu U3. Ty kombinují logické urovně řídících signálů /Strobe a /Select, čímž ovládají vstup /LE u integrovaného obvodu U2, kterým se aktivuje zapamatování si poslední hodnoty, a vstup G u integrovaného obvodu U4, kterým se připojí výstupy U4 na straně A na datovou sběrnici, takže je možné číst stav sloupců klávesnice.

Stavy signálů /Strobe a /Select a jim odpovídající funkce jsou uvedeny v tabulce 1.8. Pokud jsou oba signály zároveň v log. 1, tak je stav datové sběrnice přenášen na řádky klávesnice. Na sestupné hraně obou signálů dojde k zapamatování si hodnoty pro řádky - U2 drží na svých výstupech poslední stav datové sběrnice.

Ovšem pokud je signál /Strobe v log. 0 a zároveň signál /Select v log. 1, je možné stav sloupců klávesnice vyčítat přes datovou sběrnici, jelikož jsou výstupy na straně A připojeny na datovou sběrnici paralelního portu. Přechodem signálu /Select z log. 1 do log. 0 dojde k odpojení U4 od datové sběrnice. Sběrnice je tak uvolněna např. pro zápis dat na řádky klávesnice.

Klávesnice je neaktivní, tzn. nelze psát nová data na řádky klávesnice a ani číst stav sloupců, jestliže jsou oba signály /Strobe a /Select v log. 0.