一、概述

本文引见一种采用MAX7348的串行I2C总线的键盘电路以及驱动程序的设计。

I2C 需求连线少，仅需一条串行时钟线和一条串行数据线。允许多主机控制，具有判决和同步功用，可随意添加或摘除总线上的子器件等诸多优点，所以曾经被普遍应用。

二、MAX7348

MAX7348 是美国MAXIM 公司消费的2 线接口、低EMI 键盘开关和发声控制器，可监控多达40 个按键，可对按键去抖并保管在FIFO 中，去抖时间用户可在9 ~ 40ms 之间恣意设置，MAX7348 自带的音调发作器在控制器的作用下可自动发出按键声和报警声，在发声期间，输出还可以设置为高电平或低电平，以驱动电子发声器、继电器或指示灯。

芯片采用400Kps，5.5V 容限2 线串行接口，工作电压2.4 ~ 3.6V，4 个I2C 地址选择。与MAX7348同系列的还有MAX7347 和MAX7349 等。

如图1 所示，SDA 、SCL 分别是兼容I2C 串行总线的数据、时钟接口，运用时通常需求接一个典型值为4.7kΩ 的上拉电阻；ROW0 ~ ROW8 为键盘矩阵行输入端口，不用时开路；COL0 ~ COL4为键盘矩阵列输出端口；SOUNDER 为发声器输出端口，该输出为推挽结构，通常与地之间接一个压电陶瓷片或其他发声设备；INT 为中缀输出端口；ADO 为地址输入端口，用来设置器件的从地址，该引脚接GND、V+、SDA、SCL 可构成4 种逻辑组合构成MAX7348 的4 个可选的I2C 地址，如表1 ；GND 为接地端，V+ 接电源（2.4 ~ 3.6V）。

表1 2线接口地址分配表

D0 ~ D5 位表示按键中的那些键已去抖，D6 指明当前去抖按键能否是FIFO 中的最后一个；D7 位是溢出标志，它表示按键FIFO 能否溢出。读按键扫描FIFO 将肃清中缀信号，但是只需经过执行足够次数的读操作清空FIFO后才干再次产生中缀（INT）信号。

（2）去抖寄存器（ 01H） 该寄存器用来设置每一个去抖周期的时间，以及使能和禁用GPO 端口，其中D0 ~ D4 位用来在9 ~ 40ms 范围内设置去抖时间，步长1ms，D5 ~ D7 用来设置使能那一个GPO 端口（表2）。

表2 去抖寄存器设置

（3）自动重复寄存器（ 02H）该寄存器用来设置自动重复频率及其延时。当按键按下且没有释放时，自动重复功用允许连续触发按键事情。自动重复延时规则了第一次按下按键与开端重复之间的时间（假设按键没有释放）。自动重复频率规则了自动重复开端后按键事情连续触发的速度。D0 ~ D3设定自动重复延时，范围从8 个去抖周期到128 个去抖周期。D4 ~ D6 位规则重复频率，范围是4 到32 个去抖周期，D7 位是自动重复功用使能位（如表3 所示）。

表3 自动重复寄存器

（4） 中缀寄存器（ 03H） 该寄存器包含与中缀央求功用设置有关的信息，以及INT 输出的状态，INT 输出也可配置为GPO.中缀寄存器是只读寄存器，向该寄存器写入数据无效。

（5）配置寄存器（04H）该寄存器反映发声器的状态、控制I2C 总线超时、使能报警输入中缀、使能发声器对报警输入和按键去抖时间做出响应，以及控制器件关断等。该寄存器结构如表4 所示，除D1、D2 设定发声器输出状态外，其他每一位对应一个控制状态， 芯片采购平台用户可根据需求使能（置"1"）或遏止（置"0"）。

表4 配置寄存器结构

（6）按键发声寄存器（ 06H） 假设配置寄存器（04H）中使能按键发声，那么当一个键或一组键去抖后，发声控制器将发出声音，并由按键发声寄存器设定发声的时间和频率。

除以上几个主要寄存器外还有端口寄存器、报警声寄存器、发声器寄存器等多个寄存器，这些寄存器主要用于控制发声器和扩展GPO 端口，在此不做细致叙说，感兴味的读者可以自行查阅有关MAX7348 的技术资料。

三、电路设计

图2 是笔者设计的MAX7348 应用电路，该电路以凌阳（SPCE061A）单片机为主控制器，别离MAX7348 构成了一个具有40 个按键的键盘电路，经过程序可以设置按键发声、自动连续按键、中缀输出等功用。MAX7348 的SDA、SCL、INT 分别与SPCE061A 单片机的IOB0、IOB1、IOB2（注：SPCE061A 单片机的IOB2 为外部中缀1 的输入口）衔接，由于I2C 总线允许挂接多个从机，所以在理论运用中，可以将多个不同从机地址的设备挂接在同一总线上，为单片机节约大量的硬件资源。

四、软件编写

在图2 所示的键盘电路中，由于MAX7348 只具有兼容的I2C 接口，而SPCE061A 单片机本身不具备I2C接口，要完成二者之间的数据传输，通常采用通用IO口软件模拟I2C 的方式来完成。图3 是MAX7348 的总线时序。

由图3 所示的时序图可以看出，用软件模拟I2C 总线的传输时序，大致要阅历构造开端条件、发送从机地址（含读写标志位）、等候从机响应、发送（或读取）1 个字节数据（或命令）。

笔者编写的模拟I2C 总线驱动程序，经过多次调试，程序契合I2C 总线传输时序恳求，与I2C总线设备通讯可靠，但需求留意的一点是：以上代码是在SPCE061A 单片机默许时钟频率（24M）的情况下编写的，假设采用较高的系统时钟，需求在部分代码中间添加一些延时程序，否则会呈现数据丧失，构成通讯错误。

五、小结

本文引见的MAX7348 与单片机的接口具有电路简单，易于完成，俭省了单片机的IO 口，进步了键盘电路的稳定性和可靠性，在笔者制造的5 层电梯模型中工作稳定，性能可靠，是一种值得推行的键盘扩展方案，可应用在工业控制、PDA、医疗器械等多个范畴。 亿配芯城（WWW.YiBEiiC.COM)隶属于深圳市新嘉盛工贸有限公司，成立于2013年并上线服务，商城平台主要特点“线上快捷交易配单+线下实体供应交货”两全其美的垂直发展理念，是国内电子元器件专业的电子商务平台+实体店企业。未来发展及模式主要以（一站式配单，平台寄售/处理闲置库存达到资源共享双赢，电子工程师交流社区，硬件开发与支持等互动服务平台）在这个高效而发展迅猛的科技互联网时代为大家提供精准的大数据资源平台。

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