====== KeyPad(4×4) ======

===== 概要 =====
データを入力するとき、プッシュスイッチでは、1~2桁くらいなら特に不便を感じないのですが、3桁以上になると使い勝手が悪くなります。

そこで登場するのが、KeyPad(キーパッド)です。KeyPadは、特定の用途に特化した小型のキーボードのことで、今回は、4×4のキーマトリクスからなるものを使用し、そのキースキャンについて動作確認してみました。

===== 動作原理 =====
複数のキースイッチの状態を調べるためには、本来ならスイッチの数だけ入力ポートが必要となります。
しかし、キーボードのように大量のキーでは入力ポートが不足してしまいます。そこで、 このような時に使われる方法が、**キーマトリックススキャン**です。

例えば、今回のように16キー必要な場合には、16の入力ポートが必要となりますが、マトリクスにすることで半分の8ポート(4入力ポート、4出力ポート)で済みます。

キースキャンには、プルアップ方式とプルダウン方式があります。

<プルアップ方式>
4つの入力ポートをプルアップ“1"し、4つの出力ポートを順次“0"にしながら、キー押下“0"がされているかをサーチします。

<プルダウン方式>
4つの入力ポートをプルダウン“0"し、4つの出力ポートを順次“1"にしながら、キー押下“1"がされているかをサーチします。

尚、キーのチャタリング除去は、ソフトウエアで考慮しました。同一キーの押下が、100μSEC間隔で10回連続した場合のみ押下されたものと見なします。

===== 回路図 =====
複数キー押下時を考慮すると保護ダイオードが必要となりますが、単一キーの押下のみとするのであれば不要となります。
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-075031.png}}

===== ソースコード =====
プルアップ方式のみ掲載します。少しの修正でプルダウン方式に変更することができます。
<code c keyPad.c>
//********************************************************************** 
/*
　　＜ＫｅｙＰａｄ（４ｘ４）（プルアップ方式）＞ 
*/
//********************************************************************** 

unsigned	short	keyPad_keySearch()
{
	unsigned	short	kp;
	//
	kp = 0x00;
	//
	PORTA.F6 = 0;
	switch (PORTA & 0b00111100) {
	case 0b00111000:
		kp = 'D';
		break;
	case 0b00110100:
		kp = 'C';
		break;
	case 0b00101100:
		kp = 'B';
		break;
	case 0b00011100:
		kp = 'A';
		break;
	}
	PORTA.F6 = 1;
	//
	PORTA.F7 = 0;
	switch (PORTA & 0b00111100) {
	case 0b00111000:
		kp = '#';
		break;
	case 0b00110100:
		kp = '9';
		break;
	case 0b00101100:
		kp = '6';
		break;
	case 0b00011100:
		kp = '3';
		break;
	}
	PORTA.F7 = 1;
	//
	PORTA.F0 = 0;
	switch (PORTA & 0b00111100) {
	case 0b00111000:
		kp = '0';
		break;
	case 0b00110100:
		kp = '8';
		break;
	case 0b00101100:
		kp = '5';
		break;
	case 0b00011100:
		kp = '2';
		break;
	}
	PORTA.F0 = 1;
	//
	PORTA.F1 = 0;
	switch (PORTA & 0b00111100) {
	case 0b00111000:
		kp = '*';
		break;
	case 0b00110100:
		kp = '7';
		break;
	case 0b00101100:
		kp = '4';
		break;
	case 0b00011100:
		kp = '1';
		break;
	}
	PORTA.F1 = 1;
	//
	return (kp);
}

//********************************************************************** 

unsigned	short	keyPad_GetKey()
{
	unsigned	short	newkp, oldkp, cnt;
	//
	oldkp = 0x00;
	//
	while (1) {
		for (cnt = 0; cnt < 10; cnt++) {
			newkp = keyPad_keySearch();
			if (newkp != oldkp)
				cnt = 0;
			oldkp = newkp;
			Delay_us(100);
		}
		return (newkp);
	}
}

//********************************************************************** 

void main()
{
	unsigned	short	kp, l_cnt, c_cnt;
	//
	OSCCON = 0b01110000;	// クロックを8Mhzに設定する。 
	ANSEL = 0b00000000;		// Ａ／Ｄ変換は使用しない。 
	TRISA = 0b00111100;
	//
	Lcd_Custom_Config(&PORTB, 7, 6, 5, 4, &PORTB, 3, 2, 1);
	Lcd_Custom_Cmd(LCD_CURSOR_OFF);
	Lcd_Custom_Cmd(LCD_CLEAR);
	//
	PORTA.F6 = 1;
	PORTA.F7 = 1;
	PORTA.F0 = 1;
	PORTA.F1 = 1;
	//
	l_cnt = 1;
	c_cnt = 1;
	//
	while (1) {
		kp = keyPad_GetKey();
		if (kp == 0x00)
			continue;
		Lcd_Custom_Chr(l_cnt, c_cnt, kp);
		c_cnt++;
		if (c_cnt == 17) {
			c_cnt = 1;
			l_cnt++;
			if (l_cnt == 3)
				l_cnt = 1;
		}
		Delay_ms(500);
	}
}

//**********************************************************************
</code>

===== 動作確認 =====
以前に、DTMF(Dual-Tone Multi-Frequency)で使用した、KeyPad(キーパッド)が、手元にありましたので、これを利用しました。
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-075200.png?500}}
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-075213.png?500}}
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-075226.png?500}}

KeyPadで押下したキーに対応した文字をLCDへ順次表示させて見ました。
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-075236.png?500}}

如何ですか?
これでデータ設定が、し易くなりますね ^_^

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