矩阵键盘上使用二极管主要是为了解决"幽灵键"(Ghosting)和"键盘冲突"(Key Jamming)问题,这两种现象在没有采取适当措施的矩阵键盘中很常见。
幽灵键现象
当用户在矩阵键盘上同时按下多个键时,由于电流的路径问题,可能会在没有被按下的键上检测到错误的按键动作,这就是所谓的"幽灵键"现象。这是因为在矩阵键盘中,所有的键都是通过行和列的线路矩阵连接的,当多个键同时按下时,电流的路径可以通过这些按下的键创建未预期的连接路径,导致未按下的键被错误识别为按下状态。
键盘冲突问题
键盘冲突是指在同时按下多个键时,由于电路设计的限制,一些按键组合可能无法被正确识别,或者阻止其他按键被识别。这主要是因为当多个键同时按下时,它们共享相同的行和列线路,这可能导致键盘无法区分哪些键实际上被按下。
二极管的作用
在每个键上加装一个二极管可以有效解决这两个问题。二极管是一种允许电流只能单向流动的元件。通过在每个键的接点上并联一个二极管,可以确保电流仅在正确的方向上流动,从而:
消除幽灵键:二极管阻止了可能产生幽灵键现象的错误电流路径,即使在多键同时按下的情况下,也只有真正被按下的键会被检测到。
避免键盘冲突:二极管确保即使在多个键同时按下时,每个键的信号也能被独立识别,避免了键盘冲突问题。
为了彻底解决幽灵键(Ghosting)和键盘冲突(Key Jamming)问题,最佳的做法是在矩阵键盘的每个按键上都并联一个二极管。通过这种方式,每个按键都能独立于其他按键,确保当多个按键同时被按下时,每个按键的状态都能被准确无误地检测到。
然而,值得注意的是,并联二极管也带来了成本和空间的考虑。每增加一个二极管,都会相应增加成本和PCB(印刷电路板)的复杂度。此外,对于非常紧凑的设备,增加的二极管可能也会对设计布局造成挑战。因此,在设计矩阵键盘时,需要综合考虑性能、成本和空间等多个因素。
软件方面:
通过反转法而不是逐行扫描法,进行键位扫描,可以在软件层面改善幽灵键问题。