对于键盘应用，当今设计中常用的一种设计是机械开关。这些机械开关的工作原理是依靠元件之间的物理接触来记录击键。这样做的缺点是，随着时间的推移，这些机械部件往往会由于移动件的持续摩擦而降低性能。此外，由于这些开关的固定性质，它们只能提供通断响应。出于这些原因，霍尔效应传感器是机械开关的出色替代方案。

霍尔效应传感器在键盘中的工作原理是通过检测磁场变化，确定击键情况，而不是像机械开关一样依赖物理接触。按键未按下时，磁体位于提升位置，如 图 2-1 所示。按键按下时，磁体移动靠近传感器，增加传感器检测到的磁场强度，如 图 2-2 所示。因为无需物理接触，所以使用霍尔效应传感器的按键能够比使用机械开关的按键具有明显更长的使用寿命。

图 2-1 磁性按键未按下时的霍尔效应传感器

图 2-2 磁性按键完全按下时的霍尔效应传感器

采用 TMAG5253 等 1D 线性传感器时，会提供与按键按下程度成比例的电压输出。根据磁体的极性，随着磁体接近传感器，该电压输出可能升高或降低。如 图 2-3 所示，当器件感应到负磁场时，TMAG5253 的电压输出会降低，而当器件感应到正磁场时，电压输出会升高。

图 2-3 TMAG5253 磁响应的线性度

利用这种线性电压输出，模数转换器 (ADC) 可用于设置键盘按键的触发点。用户因此能够为键盘提供可调节的触发点。通过自定义按键在记录击键前所需的按压距离，用户可以根据偏好优化键盘的速度、准确性和舒适度。或者，如果只需要通断功能，也可以使用高精度霍尔效应开关 TMAG5231。开关的用处在于可以实现更快速的采样，因为当只寻找通断响应时，数据获取将大幅简化。

除了实现可调节的触发点外，TMAG5253 还具有一个使能引脚，可用于节省功耗并帮助减少所需的 ADC 数量。在设计键盘时，一个重要的考虑因素是键盘上的按键数量。标准全尺寸键盘通常具有 104 个按键，这意味着微控制器可能需要 104 个 ADC 引脚。借助 TMAG5253 提供的使能引脚，多个器件可以共用一个模拟输出端口，这有助于通过减少所需的 ADC 数量来降低系统成本。

图 2-4 多路复用传感器输出的时序图

图 2-4 展示了如何使用微控制器在多个传感器之间实现多路复用。当 GPIO1 为高电平而 GPIO2 为低电平时，器件 1 启用并驱动输出线路，而器件 2 禁用。同样地，当 GPIO2 切换为高电平而 GPIO1 切换为低电平时，器件 2 启用并驱动输出线路，而器件 1 禁用。TMAG5253 能够支持 1nF 的容性负载。这意味着，如果每个传感器上的负载电容为 20pF，那么最多可有 50 个传感器共用一个输出端口。