¿Cómo extender un microcontrolador GPIO a ~300 entradas?

Si 256 botones son suficientes, puede usar dos MCP23017(16 puertos I2C GPIO): el primero como 16 salidas, el segundo como 16 entradas, por supuesto con una matriz de botones de 16x16. Si no es suficiente, puede usar tres de ellos, o "tomar prestadas" tres líneas adicionales de MCU (por lo tanto, hará posibles 16x19 = 304 botones).

Como mencionó @jonk, si desea detectar varios botones presionados al mismo tiempo, debe agregar diodos ( 1N4148, 1N914) a cada botón, como se muestra a continuación:

Si no necesita manejar varios botones presionados, debe proteger solo las líneas de salida con diodos, como se muestra a continuación:

MCP23017es bastante barato y funciona muy bien.

También elegiría multiplexación o Charlieplexing para esta función.

Si insiste en usar líneas de E/S dedicadas para cada botón, un puñado de registros de desplazamiento también podría hacer el trabajo, por ejemplo, SN74HC166/SN74HC165. También puede combinar los dos, usar 595 para cambiar un patrón y 166 para ingresar los estados de los botones. Es fácil usar estos chips con la interfaz SPI de un microcontrolador, y son muy baratos si compra más de ellos al mismo tiempo.

Sí. La solución más simple se llama registro de desplazamiento. Puede usarlos tanto para la entrada como para la salida, aunque generalmente cada chip está dedicado a uno u otro. Bueno, es decir, son "serie a paralelo" o "paralelo a serie".

Digamos que tiene un registro de desplazamiento paralelo a serie de 8 bits, tendrá 8 líneas de entrada paralelas, y cuando lea la línea serie, le dará el valor de cada uno de sus 8 pines de entrada paralelos en secuencia. O para la salida, al revés (escribir 8 bits en una línea establece la salida en los 8 pines de salida paralelos). Por lo general, puede encadenarlos juntos, de modo que la lectura/escritura más allá de esos 8 bits cambie los valores del siguiente registro que haya conectado.

Pero si tiene MUCHAS entradas, como construir un teclado, entonces tiene sentido hacer el arreglo de multiplexación que otros han mencionado. De esa manera, con N GPIO puede leer N ² entradas. Además de los consejos aquí, debería encontrar muchos tutoriales en línea, ya que los teclados de bricolaje son una cosa.

Aún así, dado que los registros de desplazamiento son tan baratos (los he visto a 50 por $ 1), a veces solo es cuestión de administrar la complejidad de la manera que tenga más sentido para usted en ese momento.