在系統可用的GPIO口數量有限的情況下實現按鍵板的另一個選擇就是：擴展GPIO口。擴展GPIO的方法有很多，市場上已經有很多種類的GPIO口擴展器件，但是從成本上考慮，但它們總是顯得昂貴。對於按鍵板的實現，使用基於一個移位寄存器的方法，因其低成本、方便穩定性而被廣泛使用，這里我們將討論一個基於74LS164的典型擴展IO實現按鍵板的方法。
1：硬件原理
嵌入式開發工程師必須要能看懂HW，要看懂電路，只有懂了電路是如何工作的，才可能編寫出正確的控制程序。所以，我們首先看一下74LS164（8bit移位鎖存寄存器）的工作原理。我們先給出使用74LS164實現按鍵板的原理圖，並針對這個原理圖做必要的分析解釋。
對於74LS164，除了供電之外，有兩個單向輸入端口A、B，一個CLK，一個CLR和8個單向輸出口Q0-Q7。我們關心的只是：特定的輸入會得到怎樣的輸出，就是我們應該給GPIO_1 & GPIO_2什么樣的信號，可以得到我們想要的輸出。74LS164的輸入輸出狀態見下表
也就是說：實際輸入時“A&B”，假定某一時刻A&B=1（高電平）Q0=0，在CLK的上升沿后Q0=1（原A&B的狀態） Q1=0（原Q0的狀態），就是向后移了一位。實際上可以認為：A&B->Q0->Q1->…->Q7，在CLK的每個上升沿，都會順序的向后移動一位。如果CLK信號一直為低電平，那么Q0-Q7就會之一保持其當前的狀態。這也就是所謂的移位鎖存寄存器。
根據74LS164的原理，分析一下我們的原理圖：
1：給GPIO_1（Input A & B）高電平，再給GPIO_2（CLK）送上8個脈沖信號，那么Q0-Q7均為高電平狀態。
2：給GPIO_1低電平，接着給GPIO_2一個脈沖信號，則Q0為低電平，Q1-Q7為高電平；此時讀取GPIO_3（KS_DET0），若為低電平，則表明KEY_0被按下，若為高電平，則表示KEY_0沒有動作。同理，讀取GPIO_4（KS_DET1）的狀態，可以判斷KEY_8的狀態。
3：給GPIO_1高電平，然后給GPIO_2一個脈沖信號，則Q0為高，Q1為低，Q2-Q7為高，可以判定KEY_1 & KEY_9的狀態
4：此后只需要每次給GPIO_2一個脈沖信號，就可以依次判斷其他按鍵了。
2：軟件實現
基於上面的分析，我們已經很清楚按鍵判定的原理，知道該如何控制74LS164來實現按鍵偵測。在開始軟件編程之前，一定要搞清楚我們這種實現的每一個步驟，才能確保寫出正確的代碼。下面是我的一個實現：
上述代碼提供了一個判斷與74LS164輸出端相連的開關量信號狀態的標准函數，對偵測按鍵的函數就顯得很簡短了。注意到Key_Scan()函數的實現，優先判斷無按鍵動作的情況，因為現實中的按鍵板在99%的情況下是無按鍵動作的，這樣就顯著提高了代碼效率。優秀的程序員在寫代碼的時候，不僅僅會單獨從語言特性方面來提高代碼執行效率，還很懂得根據項目的特性來提升性能。
3：討論與總結
1：使用74LS164的擴展，從嚴格意義上講，它並不能稱作擴展GPIO，但在我們的實現中，它替代了GPIO的作用。例子中的實現使用4個GPIO實現了16個按鍵。理論上推理下去，N個GPIO可以實現(N-2)*8個按鍵。
2：按鍵動作，其實就是一個開關量。只要是涉及對開關量的偵測，我們的實現都可以應用。而編程上只需要簡單的封裝，就可以想其他IO一樣，對其進行偵測
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