# Diseño de teclado mecánico y prueba de funcionamiento con microcontrolador MSP430

Galván.A , Chávez.G , Enero 2023.

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**Abstract**

This document aims to show how a mechanical keybord 1x4 was made using UPVERTER software and how it was tested with an easy program using the MSP430FR6989 microcontroller target device and Code Composer Studio. 

[TOC]

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##  **Introducción**

Se realizó el diseño de un teclado 1x4 con botones mecánicos con la finalidad de que este sea un medio más cómodo para el usuario para interactuar con otros dispositivos e introducir información o comandos para ejecutar una tarea específica. Para el diseño, se empleó el software libre UPVERTER el cuál permite realizar modelos de PCBs a partir del diseño de un circuito. En este caso, también se tuvo que diseñar el botón mecánico, debido a su forma y medidas específicas.

#### Lista de materiales:

- 4 botones mecánicos *CPG1511* 
- 1 tira header macho de 5 pines (2.54 mm)
- Baquela de 94.5 mm x 26 mm (aproximadamente)

**Nota:** Los botones mecánicos fueron adquiridos en la tienda en línea que se muestra en la siguiente liga: https://www.digikey.com.mx/es/products/detail/adafruit-industries-llc/5123/14617350

## **Desarrollo**

#### Esquemático del teclado mecánico

A continuación, se muestra una imagen del circuito esquemático del teclado de botones mecánicos. 

[![Schematics.jpg](https://i.postimg.cc/jqkyY92N/Schematics.jpg)](https://postimg.cc/rzxDSfSF)

#### PCB Layout del teclado mecánico

Este diseño permite en la programación implementar detección de filas y columnas para saber qué tecla fue presionada así como tomar cada botón por separado con una tierra común y detectar la tecla por medio de interrupciones. A continuación, se aprecia el diseño representativo del lugar de cada componente en el PCB así como las pistas del mismo.

[![Whats-App-Image-2023-01-16-at-5-57-06-PM.jpg](https://i.postimg.cc/3N3fMqxz/Whats-App-Image-2023-01-16-at-5-57-06-PM.jpg)](https://postimg.cc/DJYPLBsc)

#### Teclado mecánico

En seguida, se muestran imagenes del PCB terminado del teclado 1x4 con botones mecánicos.

[![PCB.jpg](https://i.postimg.cc/tgMVGnCb/PCB.jpg)](https://postimg.cc/hJVG9jdZ)

[![Paths.jpg](https://i.postimg.cc/Y0cGhcWy/Paths.jpg)](https://postimg.cc/vgzHNNXW)



#### Código

En seguida, se muestra el código usado para probar el teclado matricial; para ello, se empleó el microcontrolador MSP430FR6989 y el programa Code Composer Studio para desarrollarlo. El programa consiste en el encendido y apagado de los LEDs integrados del microcontrolador según la tecla que se presione.

```c
#include <msp430fr6989.h>


char lec=0;
int cont1=0,cont2=0,cont3=0,cont4=0;
void main(void)
{
    WDTCTL = WDTPW | WDTHOLD;   // stop watchdog timer
    PM5CTL0 = 0x0000;// DESACTIVAR EL MODO DE ALTA IMPEDANCIA

    /*Confg. de perifericos */
    P1SEL0 = 0x00;
    P1SEL1 = 0x00; //SELECCIONAMOS FUNCION COMO I/O DIGITAL
    P1DIR  = 0x01; //P1.0-> SALIDA P1.1-P1.7-> ENTRADAS
    P1REN  = 0xFE;
    P1OUT = 0xFE;
    P1IE = 0x7E;
    P1IES = 0x00;
    P1IFG = 0x00;

    P9SEL0 = 0x00;
    P9SEL1 = 0x00; //SELECCIONAMOS FUNCION COMO I/O DIGITAL
    P9DIR  = 0x80; //P9.7-> SALIDA P9.0-P9.6->ENTRADAS
    P9REN  = 0x7f;
    P9OUT = 0x00;

    __enable_interrupt(); //también se puede usar _enable_interrupts()

    for(;;)
    {

    }//loop
}//main

//**************Interruptions**************
#if defined(__TI_COMPILER_VERSION__) || defined(__IAR_SYSTEMS_ICC__)
#pragma vector=PORT1_VECTOR
__interrupt void inter_puerto1(void)
#elif defined(__GNUC__)
void __attribute__ ((interrupt(PORT1_VECTOR))) PORT1_ISR (void)
#else
#error Compiler not supported!
#endif
{
    lec=P1IFG;
    
    lec &= BIT3;
    __delay_cycles(250);
    if( P1IFG == BIT3){
        cont1++;
        P1OUT ^= 0x01;
    }
    
    lec &= BIT4;
    __delay_cycles(250);
    if( P1IFG == BIT4){
        cont2++;
        P9OUT ^= 0x80;
    }

    lec &= BIT5;
    __delay_cycles(250);
    if( P1IFG == BIT5){
        cont3++;
        P1OUT ^= 0x01;
    }

    lec &= BIT6;
    __delay_cycles(250);
    if( P1IFG == BIT6){
        cont4++;
        P9OUT ^= 0x80;
    }

    P1IFG=0x00;
}
```

**Nota:** Se agregaron delays de 250 ms para evitar el efecto de rebote de los botones cuando son presionados; además se añadieron contadores para obtener el número de veces que se presiona el botón.

## **Anexos**

#### Microcontrolador implementado (MSP430FR6989)

![1.png](https://i.postimg.cc/3NXN4MRW/msp430fr6989.png)



#### Esquemático del microcontrolador.

![2.png](https://i.postimg.cc/7LjZKPJf/esquematico-MSP430-FR6989.png)



#### Salidas del microcontrolador.

![3.png](https://i.postimg.cc/wxXjkpqj/pines-de-salida.png)



##  **Referencias**

 [1] Texas Instruments.  Msp430-gcc-opensource gcc-open source compiler for msp microcontrollers, 2017.

[2]  Kaihua Electronics Co, LTD. CPG1511 Keyboard Switch, 2016.