Механические кнопки и переключатели составляют логический каркас интерфейса пользователя («что, когда и как нажимать»). Выбираются они в первую очередь из эргономических соображений, а также согласно дизайну внешнего вида. Из электрических параметров наиболее критичными для сопряжения с МК являются рабочее напряжение и рабочий ток.
Учитывая низковольтное питание схем с МК, можно сделать вывод, что стандартные кнопки и переключатели имеют значительный запас по напряжению коммутации. Иное дело рабочий ток. Его минимальное значение указывается далеко не во всех справочниках, и напрасно, ведь при токе ниже определённого минимума можно получить весьма неустойчивую коммутацию с продолжительным колебательным процессом. В технических условиях ЭРИ стран СНГ этот момент учитывается в виде «вилки» параметров.
Важность знания минимального рабочего тока можно продемонстрировать на примере зарубежных движковых переключателей серии «DIP-switch». Их параметры: Iраб = 1...500 мА, Uраб = 0.01... 12 В, Rзам = 0.05...0.5 Ом. Следовательно, чтобы контакт был надёжным, нужен ток не менее 1 мА. Теперь ясно, что присоединять такой переключатель напрямую к МК нельзя из-за высокого сопротивления внутреннего «pull-up» резистора (десятки кОм). Требуется поставить внешний резистор сопротивлением не более 4.7 кОм при напряжении питания +5 В.
Ещё одна проблема заключается в так называемом «дребезге» или «шорохе» контактов. Это актуально для всех механических переключателей и кнопок, а также датчиков на их основе. Речь идёт о непроизвольных и непредсказуемых обрывах связи в первые 20...40 мс после нажатия/отпускания кнопки. Временные параметры «дребезга» контактов не регламентируются в даташитах и могут значительно отличаться в зависимости от конструкции переключателя, материала металлического покрытия, степени изношенности контактных групп.
Устранить «дребезг» контактов можно аппаратным или программным путём. В микроконтроллерных устройствах обычно используют программные задержки времени на 40...50 мс, а также многократные опросы «кнопочных» линий МК.
На Рис. 1, а...ф показаны схемы подключения к МК одиночных кнопок и переключателей, а на Рис. 2, а...к – многокнопочных блоков.
Рис. 1, а...ф показаны схемы подключения к МК одиночных кнопок и переключателей
Рис. 2, а...к – схемы подключения многокнопочных блоков
Источник: 1000 и одна микроконтроллерная схема. С. М. Рюмик. Вып. 1
