原创 悲剧的按键

从一个开发者而言，对于按键和输入方面而言，可能希望越简单越好，但是我使用的某些东西，最近很是悲剧。

首先的抱怨是从台电的MP.5开始的，那次去参加Onsemi的技术讨论会，由于适时的回答了一个提高电源的EMC的问题，而得到了这个悲剧的MP.5。从 2004年（大三）开始，我就比较喜欢看玄幻小说，因此有着看小说的习惯。在使用那个MP.5以后，向下翻页的按键始终是我使用最多的，在几部小说看完以后，在一次飞机的旅途中，它**了！表现的症状，是按一次键，它就会反应2次，甚至直接表现为多次按键。而台电在设计四个按键，使用长按键和短按键的功能，使得这个MP.5完全瘫痪，距离我首次使用它不到三个月。

今天我的N73再次悲剧，表现的症状与之类似。它有了类似的摇杆，可以使用上下左右和确认的功能，但是可能是按键的电阻检测的问题，它表现只要轻微的触碰就直接等效于确认了。想象一下，翻阅名片本的时候直接呼叫的情况是多么棘手。

追溯以前的第二台使用的手机，阿尔卡特的某款，其实本质的失效问题，也是在于中间的摇杆出现了问题。虽然是设计消费电子，工程师们也敬业一点哈，太不给力了。

在汽车里面的按键的要求实际非常高，所有的司机的输入全部通过按键反馈到各个模块，因此如果按键的设计失误导致汽车的执行机构无法响应，那就属于安全问题了。

按照时间来看，实体输入的开关和按键有长按键和短按键，也有通过遥控的报文相应，对于单片机而言，需要处理这些信号，这里实际上是需要考核的模块的休眠策略。

关于开关的设计方法

对于一个普通的开关电路来说，他往往有不同的状态，短路到地、短路到电源、开关闭合状态、开关断开状态和开关阻抗不在规定的范围内状态。假定我们通过一个电阻与开关连接后，可以得到端口的电压如图所示：

①开关断开时，开关的断开电阻与上拉电阻分压，电压较大。由于电阻误差的影响此时的电压并不只是一根线，而是一个范围，在图上形成了一段范围。

③开关闭合时，开关的导通电阻与上拉电阻分压，电压较小。

③如果开关的阻值不在导通电阻～断开电阻的范围内，此时电路进入了中间状态。

④当开关开路或者直接与电源短路的时候，端口电压比开关断开时高。事实上在断开电阻较大的时候，这个值很难与开关断开的上边沿分开。

⑤当开关开路或者直接与地线短路的时候，端口电压比开关断开时低。事实上在导通电阻较小的时候，这个值很难与开关导通的下边沿分开。

需要我们注意的是，往往在使用普通开关的时候使用两种状态，只要区分导通电阻和断开电阻就可以了，通过单片机的逻辑口即可实现。而在组合开关的应用条件下，导通电阻被分成若干个小的电阻区间，因此我们需要将导通②和③非定额电阻带进行合并，并细分成若干个小的电阻带，通过代入采样得到的电源电压来区分这个状态，这种方法较为复杂，将在后面详细介绍这种方法。

我们的设计开始于数字接口电路，从低电平有效电路开始，将建立一种分析问题和设计电路的的手段。高电平有效电路相比较而言相对简单，因为它不存在地偏移，因此作为一小节简单的介绍。

整个设计过程主要按照以下的流程图来进行的：

第1步确认开关模型和线束模型，这部分工作我们将在上面进行了介绍。

第2步是确认模块环境和建立设计约束，这部分工作我们在6.1.1进行，关于电阻精度的计算已经在前面的元器件中有过介绍，这里重要的是将所有的元件参数和环境参数都整理出来形成一个完整的参数的定义。

第3步是通过设计约束，构建基本电路拓扑，将约束转化成与之相对应的电路的参数，并根据这些参数来实现电路的正向设计，这部分工作在6.1.2中进行。

第4步就是对电路的验证，这可以分为电路内部参数检验和对电路能够承受外部模型的极限值进行验证，这里可以分为两种不同的验证方法，可以确定外部参数模型验证内部电路的情况；也可以确定电路来导出符合电路极限要求的外部参数情况，这部分内容将在6.1.3中进行。

实际中，由于开关应用的不同情况，可能几个开关串联或者并联，提供给模块，也有可能一个开关为很多个模块提供信号，最后根据实际应用不同，需要根据实际情况进行微调。