关于键盘的按键冲突，我们平时日常办公、游戏都或多或少会遇到，那么按键冲突是怎么来的，我们又是如何解决的呢？下面为大家一一解读。
1.什么叫按键冲突？
简单的说，也就是当你同时按下键盘上的几个键的时候，这几个键不能同时反应出来，这就叫做键盘的键位冲突。例如你需要使用 QQ 的截图工具时，需要同时按下了 【Ctrl】、【Alt】 、【A】 这三个按键，但你的键盘只能读到 【Ctrl】、 【Alt】 而不能读到 【A】 时，此时就发现了按键冲突。
2.按键冲突是怎么产生的？
在讲按键冲突怎么产生之前，我们先了解一下键盘按键的工作原理。
2.1 键盘按键工作原理
大家虽然并不了解键盘的具体工作原理，但是相信很多玩家也都拆过薄膜键盘，键盘下面设计有线路板，上面印有很多导线，导线经过每个按键下方的部分是断开的。键盘上的每一个按键都相当于开关，当它压下的时候，下面的导线会被接通。然后交给电脑的 CPU 进行信号处理。
薄膜键盘内部构造
但是我们总不能给每一个按键都设计一条线，然后连接到电脑中与 CPU 进行运算吧，想一想都感觉不靠谱，那我们怎么实现对键盘每一个按键的监视呢？
这个难题在上世纪由电脑巨头 IBM 解决了，他在键盘内部设计了一款主控芯片（称为 MCU）、MCU 会检查测每条线的连通情况，从而随时判断哪个键当前是按下的，用来管理所有按键状态并转换为串行信号。
NXP LPC11U35 MCU（在键鼠上的主流 IC）
这样用户仅仅需要 4 根线就可以将按下键盘的所有数据传输给主机内的 CPU 进行运算了。键盘的芯片又是如何得知每个按键的状态呢？不可能让所有的按键都连入芯片不同的引脚上，这样不仅增加成本，还无法节省空间。
这时工程师想到了一个全新的办法：“矩阵”。即我们在高中学到的组合的方法，来实现高效率同时也更加节省成本的信号传输。
在电路中，每个按键都是负责连接它所对应的两个引脚，比如按键 【1】 连接引脚 A1 和B1，而按键 【B】 连接 A5 和 B4。这样一来，引脚之间就形成了交叉组合关，也就是“矩阵”。任意两个引脚之间只通过一个按键连接。
现在我们按下【R】键，芯片中的程序是怎么检测到这个行动的呢？
首先令A1＝0，其他所有引脚 ＝ 1，然后从B1 到 B5 挨个检查。由于 A1 那一列的按键都没有按下，没有任何一个 B 引脚和 A1 接通，因此它们的值都是 1。
接下来，令 A2＝0，其他所有引脚 ＝ 1，重复以上工作。接着再检查 A3 列……
最后所有行列检查完毕后，结果发现只有在 A4＝0 的时候，B2＝0，也就是说 A4 和 B2 是接通的。于是程序便通过预先定义好的按键表格，知道按下的是 【R】 键。
同样地，这一整轮扫描每秒要重复几十上百遍，所以你在任何时候敲下或抬起按键，电脑都能很快反应出来。
2.2 键盘按键冲突的产生
还是以下面的图为例，由于工作或者游戏需要，我们同时按下了 【Q】、【2】、【W】三个按键。那么键盘是怎么处理的呢？
首先，MCU 通过扫描后得到以下信息：
A1 & B2 = 0 ---【Q】按键按下；
A2 & B2 = 0 ---【W】按键按下；
A2 & B1 = 0 ---【2】按键按下。
但是，由于线路采用的是串联设计，所有当我们按下这三个按键时，导致 A1 & B1 也等于 0，造成了 【1】 按键按下的假象。
按下同一个矩阵的四个角时便会出现键位冲突的现象。
事实上，当我们按下这四个按键中的任何三个按键时，电脑得到的反馈都是相同的，而使得电脑无法处理我们刚才输入的信息。而设计矩阵的工程师也考虑到了这个问题，所以他们采用了保护处理，当我们在按下任意一个矩阵的两个交叉点时，键盘的另外两个交叉点，就会自动被锁定了，以防止电脑出现茫然的现象。根据上图也就是说，当我们按下 【Q】、【W】 这两个按键的同时，【1】、【2】按键已经被自动锁定了，用户即使按下去，电脑也得不到反馈，以让电脑能够正确的显示出【Q】、【W】 按键信息。
这就是我们所说的键位冲突的问题。为什么不同的键盘会有不同的键位冲突呢？这因为不同品牌型号的键盘线路设计不可能是完全相同的，因此它们存在冲突的键位也不一样。只要不构成四角组合关系，大部分键都是可以随便同按的，普通的键盘，即使有这样那样的冲突，也足够日常使用了。
3.按键冲突怎么解决？
由于很多游戏对于键盘的按键冲突还是有着比较高的要求的，市场上那些无冲突键盘又是采用了什么样的设计呢？这里便要提到一个二极管的名词。
二极管
相信大家对于二极管都不会陌生，二极管有一个特性，电流只能从它的阳极流向阴极，而反向则难以通过。之前提到的键位冲突是因为当 A1 和 B2 、 A2 和 B2 、 A2 和 B1 分别连通时，程序误以为 A1 和 B1 也连通，因此当发现 3 个按键互相形成回路时，就屏蔽第三颗按键的设计。现在，我们在每个按键的电路中增加一个二极管，让电流只能从 A 端传向 B 端，而不能从B 跑向 A 。
加入二极管后信号只会单项传输。
回到之前的例子：
同时按下 【Q】、【W】、【2】 三个键。尽管 【W】 键接通了 A2 和 B2 ，但由于二极管的限制，信息只能从 A2 到B2 传导，而不能从 B2 到 A2 ，这就不会使芯片检测到【1】 按键也是接通状态，便可以正确识别我们刚才按下了【Q】、【W】、【2】 这三个按键了。
按照上面所讲，在硬件结构上加入二极管，也仅仅只能到 6 键无冲突 。而所谓的 6 键，是除去【Ctrl】、【Shift】、【Alt】、【Win】 之外的键，同时按下任意 6 个都不会有冲突，但第 7 个键按下就没有反应,或者会直接抹掉第一个键，总之逻辑上同时只能有 6 个键处于按下的状态。
为什么会出现这种情况呢，根本原因在 USB 的传输协议上，USB 协议规定，键盘会以某个固定的回报率（每秒 125-1000 次），定期向主机发送当前按键的状态，每次发送 8 个字节，这 8 个字节的具体内容则是：
第一个字节：8 位分别表示左右的【Ctrl】、【Shift】、【Alt】、【Win】 各自是否被按下。这8个键统称为“modifer key”，因为规范已经事先定义好每一位的含义，从而得以能够只用一个字节就表示8个键的状态。
第二个字节：保留（无用）
其余 6 个字节：当前正按下的 6 个普通按键（如果按了 7 个以上，根据键盘 MCU 内置的程序，可能取最先按的 6 个，也可能取最后按的 6 个）。即可以发送最多 14 个按键的状态信息。
所以说，在 USB 协议下，包含两边的 【Ctrl】、【Shift】、【Alt】、【Win】 在内，单键盘最多只能同时识别 14 个键。如果只算普通键，则只能同时识别 6 个。这便是市场 6 键无冲键盘出现的原因。
而最近刚兴起的机械键盘全键无冲技术，则是通过修改 USB 协议，将一个物理键盘虚拟成多个逻辑键盘实现的，可以一次性将全部的按键数据发送，实现全键无冲。
关于按键冲突的部分已讲解完成，谢谢大家关注。
后续将为大家介绍大联大世平集团的键盘方案。
博文预告：
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【参考资料】：
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