當(dāng)您在游戲中放技能總慢人一步，或明明按下了技能卻毫無(wú)反應(yīng)，甚至技能被誤觸發(fā)，別急著懷疑自己的操作，問題可能出在您的設(shè)備上。還在為鍵盤設(shè)備性能不好影響游戲體驗(yàn)而感到郁悶嗎？艾為擴(kuò)展IC已為你提供可靠解決方案。

圖1 矩陣鍵盤概念圖

矩陣按鍵的基本原理

市面大部分矩陣按鍵應(yīng)用本質(zhì)其實(shí)就是通過行列交叉點(diǎn)檢測(cè)按鍵狀態(tài)，其工作原理大概分以下三個(gè)步驟：

行線設(shè)置為輸出，列線設(shè)置為輸入（帶上拉）

逐行拉低行線，讀取列線狀態(tài)

當(dāng)某行被拉低時(shí)，檢測(cè)到列線為低電平，即該交叉點(diǎn)按鍵按下

從工作原理上看，由于檢測(cè)環(huán)節(jié)涉及較多的寄存器讀寫與代碼邏輯處理，若芯片對(duì)電平變化的響應(yīng)速度較慢，就會(huì)導(dǎo)致狀態(tài)上報(bào)出現(xiàn)較大延遲。此外，在頻繁按鍵操作下，也可能因中斷處理不及時(shí)而漏中斷，最終引發(fā)漏鍵現(xiàn)象。艾為擴(kuò)展IC通過高性能硬件電路來(lái)提供解決方案。

圖2 矩陣按鍵典型應(yīng)用框圖

擴(kuò)展IO芯片的關(guān)鍵技術(shù)

1.按鍵響應(yīng)延遲大，艾為擴(kuò)展IC從硬件電路減少響應(yīng)時(shí)間

市面上普通機(jī)械鍵盤的響應(yīng)延遲大約為10至25毫秒，部分游戲鍵盤（如青軸）可縮短至3至15毫秒。整個(gè)響應(yīng)鏈路涉及硬件響應(yīng)、按鍵上報(bào)、軟件處理等多個(gè)環(huán)節(jié)。艾為通過采用高性能內(nèi)部電路，將按鍵按下產(chǎn)生的下降沿信號(hào)到中斷識(shí)別的間隙時(shí)間tiv縮短至50微秒以內(nèi)，通過較短的硬件響應(yīng)耗時(shí)，保證整體鏈路的響應(yīng)速度。

圖3 擴(kuò)展IO芯片按鍵響應(yīng)時(shí)序圖

2.鍵盤誤觸怎么解決，艾為擴(kuò)展IC防抖技術(shù)來(lái)“預(yù)防”

當(dāng)機(jī)械開關(guān)的觸點(diǎn)閉合或斷開時(shí)，理想情況下應(yīng)該是瞬間完成，從“開”到“關(guān)”或從“關(guān)”到“開”的狀態(tài)跳變。但現(xiàn)實(shí)中，由于觸點(diǎn)的彈性、材質(zhì)以及碰撞后的微小反彈，在毫秒級(jí)的時(shí)間內(nèi)，觸點(diǎn)會(huì)經(jīng)歷一個(gè)快速的、多次的物理通斷過程，然后才達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，這個(gè)過程就像是按一下按鈕，電路實(shí)際上在極短時(shí)間內(nèi)“快速開關(guān)”了很多次。為了解決這個(gè)問題，就必須進(jìn)行“去抖”，其核心思想是在物理狀態(tài)變化后，等待一段時(shí)間，待信號(hào)穩(wěn)定后再進(jìn)行采樣。去抖可以分為兩種方式：軟件去抖和硬件去抖。

軟件防抖：軟件去抖處理方式簡(jiǎn)單，第一次讀IO的電平狀態(tài)不處理，延遲一段時(shí)間之后，如果IO電平穩(wěn)定，才會(huì)記錄此次狀態(tài)。

硬件防抖：每個(gè)通道都有一個(gè)獨(dú)立的模擬濾波器，能夠?yàn)V除低于 20 納秒的毛刺信號(hào)，除此之外，芯片內(nèi)部有專門去抖電路處理電平切換的抖動(dòng)，當(dāng)輸入狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，邊沿檢測(cè)計(jì)算器會(huì)復(fù)位，當(dāng)輸入狀態(tài)在完整的驗(yàn)證周期內(nèi)保持穩(wěn)定時(shí)，計(jì)數(shù)器會(huì)驅(qū)動(dòng)觸發(fā)器，更新狀態(tài)。

圖4 擴(kuò)展IO芯片硬件防抖流程圖

3.鍵盤漏鍵怎么辦，艾為擴(kuò)展IC輸入鎖存技術(shù)來(lái)“幫忙”

擴(kuò)展IO作為中斷使用時(shí)，如果設(shè)備的中斷比較頻繁并且中斷處理邏輯比較復(fù)雜比如NFC、矩陣按鍵，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)漏中斷的現(xiàn)象，擴(kuò)展IO芯片擁有“保留現(xiàn)場(chǎng)“的能力，主控沒有處理對(duì)應(yīng)IO事件之前，該IO的狀態(tài)會(huì)被保存在寄存器，直到寄存器被讀取之后，才更新成IO的實(shí)時(shí)狀態(tài)。

圖5 擴(kuò)展IO芯片輸入鎖存功能時(shí)序圖

艾為擴(kuò)展IO芯片選型表