一般にマイコンでキー入力を行なうときにはポートを使用します。しかし、使えるポートの数が少ない場合には、キー入力のためだけにポートを何本も使うことはできません。
そこで、考えられるのがアナログ入力を用いたキー入力です。下図にアナログ入力を用いて4個のキー入力を行なう例を示します。
[考え方]
ＳＷ1〜ＳＷ4のどのスイッチが押されるかで、抵抗分割されてアナログ入力端子（ANIn）に加わる電圧が異なります。その電圧をＡ／Ｄ変換することでどのキーが押されたかを判定できます。
[抵抗値の設定]
それでは使用する抵抗値はどのようにすればよいのでしょうか。このときに第１に決める必要があるのが、「どのような電圧を基準として入力を判定するか」です。例えば、簡単のために、０〜０．８V
DDを、０．２V
DD刻みに分割する場合を考えます。このとき、入力電圧と押されたスイッチの関係は以下のようになります。
| ０．８VDD以上 | | どれも押されていない |
| ０．６VDD〜０．８VDD | | SW4が押された |
| ０．４VDD〜０．６VDD | | SW3が押された |
| ０．２VDD〜０．４VDD | | SW2が押された |
| ０ 〜０．２VDD | | SW1が押された |
そこで、この判定値のできるだけ中央になるように０．１V
DDのマージンをもたせて、抵抗値を決めていきます。その際にR1を基準（＝１００）にして考えます。
まず、SW２が押されたときに０．３V
DDになるようにＲ2を決めるとＲ2＝Ｒ1＊３／７となるので、抵抗のＥ２４系列で近い値は４３となります。次にＳＷ３が押されたときに０．５V
DDに近くなるＲ3を決めると、Ｅ２４系列では５６が近い値となります。同様にして求めていくと、Ｒ４は０．７V
DDから１３０、Ｒ５は０．９V
DDから６２０となります。
| | Ｒ１を元に求める |
| Ｒ１ | １００ |
| Ｒ２ | ４３ |
| Ｒ３ | ５６ |
| Ｒ４ | １３０ |
| Ｒ５ | ６２０ |
コーヒーブレイク
抵抗の値は通常は切りの良い値ではなく、中途半端と思われる値になっています。これは、１〜１０までを等比級数的に分割した値となっているためです。分割の仕方として一般的なのは１２分割したものがＥ１２系列、２４分割したものがＥ２４系列と呼ばれています。Ｅ２４系列では1.0、1.1、1.2、1.3、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.7、3.0、3.3、3.6、3.9、4.3、4.7、5.1、5.6、6.2、6.8、7.5、8.2、9.1の並びとなります。これらの中、太字で示したものはＥ１２系列にも存在する抵抗値の並びです。
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抵抗の比率は以上で決まります。次は絶対値を決定します。その際には、Ａ／Ｄの変換精度をよくするには、できるだけ小さな値にする必要があります。また、流れる電流をできるだけ少なくするには大きな値にする必要があります。このような使い方では、Ａ／Ｄの変換精度はそれほど必要ありませんので、電流を優先して値をきめることになります。
Ｒ１を元に求めた結果にそのままｋΩを付けた場合には合計で約１ＭΩ、となり、待機時（スイッチが押されていない状態）に流れる電流は５Ｖ動作でも５μＡ程度となります。
以上の例では間隔をできるだけ広くとるために、２０％刻みに設定しましたが、待機時の電流をできるだけ小さくするにはＲ５をできるだけ大きくする（押されていないときの電圧を高くする）ことになります。例えば、以下のように設定することを考えます。
| どれも押されていない | | ０．９５VDD |
| SW4が押されたとき | | ０．３VDD |
| SW3が押されたとき | | ０．２VDD |
| SW2が押されたとき | | ０．１VDD |
| SW1が押されたとき | | ０ |
ここで、Ｒ１を１００ｋΩとした場合には、Ｒ２は１１ｋΩ、Ｒ３は１５ｋΩ、Ｒ４は１６ｋΩ、Ｒ５は１．８ＭΩとなります。合計では約２ＭΩとなり、待機電流を約半分に改善できます。
このハードの制御プログラムについては「
Ａ／Ｄの簡単な使い方」を参照ください。
これまで説明した回路はキーの優先度が決まっており、二重押しがあった場合でも必ず優先キーとして処理できるものです。（優先度はSW1>SW2>SW3>SW4となります。）
二重押しがないような場合には以下の図に示すような回路も考えられます。この回路では、スイッチが同時には１つしか押されない場合には抵抗の値は独立に設定できるので計算は楽です。また、スイッチが全く押されていない場合には電流が流れないので、その点でのメリットもあります。
(2006/03)
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