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鍵盤電路及鍵盤控制系統(tǒng)的制作方法

文檔序號(hào):11916851閱讀:192來(lái)源:國(guó)知局

本發(fā)明涉及鍵盤技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種鍵盤電路及鍵盤控制系統(tǒng)。



背景技術(shù):

鍵盤是最常用也是最主要的輸入設(shè)備,通過(guò)鍵盤可以將英文字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)等輸入到計(jì)算機(jī)中,從而向計(jì)算機(jī)發(fā)出命令、輸入數(shù)據(jù)等。隨著微機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大,多按鍵的應(yīng)用系統(tǒng)也越來(lái)越多。

傳統(tǒng)的鍵盤電路中,一個(gè)按鍵通常對(duì)應(yīng)一個(gè)控制器(例如:MCU(Microcontroller Unit,微控制單元))的端口,從而能夠根據(jù)端口的電平來(lái)判斷按鍵是否被按下。然而,由于控制器的端口數(shù)量有限,因此,在按鍵的需求數(shù)量較多的場(chǎng)合下,會(huì)導(dǎo)致控制器的端口資源不夠分配的情況,而如果重新選擇具有更多端口資源的控制器,又具有成本、研發(fā)周期、研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)等方面問題的制約。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

基于此,有必要針對(duì)在按鍵的需求數(shù)量較多的場(chǎng)合下,會(huì)導(dǎo)致控制器的端口資源不夠分配的情況的問題,提供一種鍵盤電路及鍵盤控制系統(tǒng)。

一種鍵盤電路,與控制器的i個(gè)端口連接,i為自然數(shù),且i>1;各所述端口接入高電平;所述鍵盤電路包括i個(gè)第一按鍵、j個(gè)第二按鍵及j個(gè)按鍵控制單元;j為自然數(shù),且j≤(2i-1-i);

各所述第一按鍵的一端接地,且不同的所述第一按鍵的另一端分別與不同的所述端口對(duì)應(yīng)連接;各所述第二按鍵的一端接地,且不同的所述第二按鍵的另一端分別與不同的所述按鍵控制單元的一端連接;各所述按鍵控制單元的另一端與所有所述端口中的m個(gè)所述端口連接;其中,2≤m≤i;并且,不同的所述按鍵控制單元的另一端連接的一組端口的組合方式不同;

各所述按鍵控制單元用于在與各自連接的所述第二按鍵被按下后,使得與各自連接的所有端口的電平均被拉低至低電平。

在其中一個(gè)實(shí)施例中,對(duì)于任一所述按鍵控制單元:所述按鍵控制單元包括m個(gè)單向?qū)щ娖骷?,且所述單向?qū)щ娖骷臄?shù)量與所述按鍵控制單元連接的所述端口的數(shù)量相同;各所述單向?qū)щ娖骷牡谝欢朔謩e與連接于所述按鍵控制單元的另一端的不同端口連接,各所述單向?qū)щ娖骷牡诙朔謩e與所述按鍵控制單元對(duì)應(yīng)的所述第二按鍵連接;并且,所述單向?qū)щ娖骷?dǎo)通時(shí),電流由所述第一端流向所述第二端。

在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述單向?qū)щ娖骷ǘO管。

在其中一個(gè)實(shí)施例中,各所述端口分別通過(guò)一個(gè)電阻接入所述高電平。

一種鍵盤控制系統(tǒng),包括控制器及鍵盤電路,所述鍵盤電路與所述控制器的i個(gè)端口連接,i為自然數(shù),且i>1;各所述端口接入高電平;所述鍵盤電路包括i個(gè)第一按鍵、j個(gè)第二按鍵及j個(gè)按鍵控制單元;j為自然數(shù),且j≤(2i-1-i);

各所述第一按鍵的一端接地,且不同的所述第一按鍵的另一端分別與不同的所述端口對(duì)應(yīng)連接;各所述第二按鍵的一端接地,且不同的所述第二按鍵的另一端分別與不同的所述按鍵控制單元的一端連接;各所述按鍵控制單元的另一端與所有所述端口中的m個(gè)所述端口連接;其中,2≤m≤i;并且,不同的所述按鍵控制單元的另一端連接的一組端口的組合方式不同;

各所述按鍵控制單元用于在與各自連接的所述第二按鍵被按下后,使得與各自連接的所有端口的電平均被拉低至低電平。

在其中一個(gè)實(shí)施例中,對(duì)于任一所述按鍵控制單元:所述按鍵控制單元包括m個(gè)單向?qū)щ娖骷宜鰡蜗驅(qū)щ娖骷臄?shù)量與所述按鍵控制單元連接的所述端口的數(shù)量相同;各所述單向?qū)щ娖骷牡谝欢朔謩e與連接于所述按鍵控制單元的另一端的不同端口連接,各所述單向?qū)щ娖骷牡诙朔謩e與所述按鍵控制單元對(duì)應(yīng)的所述第二按鍵連接;并且,所述單向?qū)щ娖骷?dǎo)通時(shí),電流由所述第一端流向所述第二端。

在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述單向?qū)щ娖骷ǘO管。

在其中一個(gè)實(shí)施例中,各所述端口分別通過(guò)一個(gè)電阻接入所述高電平。

上述鍵盤電路及鍵盤控制系統(tǒng)具有的有益效果為:在該鍵盤電路及鍵盤控制系統(tǒng)中,各第一按鍵的一端接地,且不同的第一按鍵的另一端分別與不同的端口對(duì)應(yīng)連接,那么,各第一按鍵只要被按下,與其連接的唯一的端口與地接通,從而使得該端口的電平降至低電平。另外,各第二按鍵的一端接地,且不同的第二按鍵的另一端分別與不同的按鍵控制單元的一端連接,不同的按鍵控制單元的另一端與所有端口中的m個(gè)端口連接,不同的按鍵控制單元的另一端連接的一組端口的組合方式不同,并且,各按鍵控制單元用于在與各自連接的第二按鍵被按下后,使得與各自連接的所有端口的電平被拉低至低電平。那么,任一第二按鍵被按下,總會(huì)有相應(yīng)組合的端口的電平被同時(shí)拉低至低電平。因此,上述鍵盤電路及鍵盤控制系統(tǒng)在傳統(tǒng)按鍵電路的基礎(chǔ)上,又增加了通過(guò)不同的端口組合來(lái)識(shí)別是否被按下的按鍵,從而擴(kuò)展了端口的利用率,能夠在無(wú)需更換具有更多資源的控制器的前提下,適用于對(duì)按鍵的需求數(shù)量較多的場(chǎng)合。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他實(shí)施例的附圖。

圖1為一實(shí)施例提供的鍵盤電路的電路圖。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明,下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實(shí)施例。但是,本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn),并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地,提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。

除非另有定義,本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在發(fā)明的說(shuō)明書中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的,不是旨在限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

在一實(shí)施例中,提供了一種鍵盤電路,如圖1所示。該鍵盤電路與控制器的i個(gè)端口連接。控制器例如為MCU。端口例如為I/O端口(輸入/輸出)或GPIO(General Purpose Input Output,通用輸入/輸出)端口。其中,i為自然數(shù),且i>1。并且,各端口接入高電平。高電平的電壓可以介于3.5~5V。因此,控制器的各端口在初始狀態(tài)時(shí)電平均為高電平。

具體地,各端口分別通過(guò)一個(gè)電阻接入高電平。以i=4為例,圖1中MCU_GPIO1、MCU_GPIO2、MCU_GPIO3、MCU_GPIO4分別為MCU的4個(gè)GPIO端口,并且這4個(gè)GPIO端口分別對(duì)應(yīng)通過(guò)電阻R4、電阻R3、電阻R2、電阻R1接入高電平MCU_VCC。

另外,鍵盤電路包括i個(gè)第一按鍵、j個(gè)第二按鍵及j個(gè)按鍵控制單元110。其中,j為自然數(shù),且j≤(2i-1-i)。其中,第一按鍵和第二按鍵均為按鍵,只是與控制器的連接方式不同。若i=4,則j≤11,也就是說(shuō),第二按鍵的個(gè)數(shù)最多可以為11,相當(dāng)于這時(shí)只需要4個(gè)控制器的端口就可以檢測(cè)15個(gè)按鍵是否被按下。

其中,各第一按鍵的一端接地,且不同的第一按鍵的另一端分別與不同的端口對(duì)應(yīng)連接,即第一按鍵與控制器的端口是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。那么,任一個(gè)第一按鍵被按下后,由于各第一按鍵的一端接地,相當(dāng)于將與該第一按鍵相連的控制器的端口與大地接通,從而使得該端口的電平被拉低至低電平,進(jìn)而識(shí)別出哪個(gè)第一按鍵被按下。

另外,各第二按鍵的一端接地,且不同的第二按鍵的另一端分別與不同的按鍵控制單元110的一端連接,即第二按鍵與按鍵控制單元110也是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。各按鍵控制單元110的另一端與所有端口中的m個(gè)端口連接,即各按鍵控制單元110的另一端分別與一組端口連接。其中,2≤m≤i。并且,不同的按鍵控制單元110的另一端連接的一組端口的組合方式不同。

對(duì)于任意兩組端口來(lái)說(shuō),組合方式不同是指這兩組端口各自包括的端口的數(shù)量不同、這兩組端口各自包括的端口的數(shù)量雖然相同但端口的序號(hào)存在不同、或者這兩組端口各自包括的端口的數(shù)量和序號(hào)都不相同。因此,各按鍵控制單元110一一對(duì)應(yīng)唯一的一組端口,并且,各按鍵控制單元與第二按鍵是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,從而使得每一組端口僅唯一對(duì)應(yīng)一個(gè)第二按鍵。

另外,各按鍵控制單元110用于在與各自連接的第二按鍵被按下后,使得與各自連接的所有端口的電平均被拉低至低電平。其中,低電平的電壓可以為0~0.25V。

由于各按鍵控制單元110一一對(duì)應(yīng)連接各第二按鍵,且各按鍵控制單元110一一對(duì)應(yīng)唯一的一組端口,因此,在按鍵控制單元110的控制下,只要其中一個(gè)第二按鍵被按下,就會(huì)使得對(duì)應(yīng)的一組端口的電平都拉低至低電平,從而能夠準(zhǔn)確識(shí)別出哪一個(gè)第二按鍵被按下。

以圖1為例,按鍵K1至按鍵K4均為第一按鍵。按鍵K5至按鍵K15均為第二按鍵。按鍵K1至按鍵K4分別與端口MCU_GPIO1、端口MCU_GPIO2、端口MCU_GPIO3、端口MCU_GPIO4一一對(duì)應(yīng)連接。按鍵K5至按鍵K15分別通過(guò)一個(gè)按鍵控制單元110與端口MCU_GPIO1、端口MCU_GPIO2、端口MCU_GPIO3、端口MCU_GPIO4這些GPIO端口中的其中唯一一組端口連接。舉例來(lái)說(shuō):按鍵K5通過(guò)一個(gè)按鍵控制單元110與端口MCU_GPIO1、端口MCU_GPIO2連接;按鍵K15通過(guò)另一個(gè)按鍵控制單元110與端口MCU_GPIO1、端口MCU_GPIO2、端口MCU_GPIO3、端口MCU_GPIO4連接。

在實(shí)際應(yīng)用中,若端口MCU_GPIO1、端口MCU_GPIO2、端口MCU_GPIO3、端口MCU_GPIO4中任一端口被拉低至低電平,即可判定相應(yīng)的第一按鍵被按下,例如:如果端口MCU_GPIO1變?yōu)榈碗娖?,則可確定按鍵K1被按下。若端口MCU_GPIO1、端口MCU_GPIO2、端口MCU_GPIO3、端口MCU_GPIO4中任一組端口的所有端口的電平均降低至低電平,則可判定與該組端口對(duì)應(yīng)的第二按鍵被按下,例如:按鍵K5被按下后,端口MCU_GPIO1及端口MCU_GPIO2則會(huì)被同時(shí)拉低,這時(shí)控制器就能判知按鍵K5已被按下。再如:按鍵K15被按下后,端口MCU_GPIO1、端口MCU_GPIO2、端口MCU_GPIO3、端口MCU_GPIO4會(huì)被同時(shí)拉低,這時(shí)控制器就能判知按鍵K15已被按下。

綜上所述,上述鍵盤電路及鍵盤控制系統(tǒng)在傳統(tǒng)按鍵電路的基礎(chǔ)上,又增加了通過(guò)不同的端口組合來(lái)識(shí)別是否被按下的按鍵,從而擴(kuò)展了控制器的端口的利用率,能夠在無(wú)需更換具有更多資源的控制器的前提下,適用于對(duì)按鍵的需求數(shù)量較多的場(chǎng)合。

在其中一個(gè)實(shí)施例中,請(qǐng)繼續(xù)參考圖1,對(duì)于任一按鍵控制單元110來(lái)說(shuō),其具體的實(shí)現(xiàn)方式如下:按鍵控制單元110包括m個(gè)單向?qū)щ娖骷?,且單向?qū)щ娖骷臄?shù)量與按鍵控制單元110連接的端口的數(shù)量相同。各單向?qū)щ娖骷牡谝欢朔謩e與連接于按鍵控制單元110的另一端的不同端口連接,即各單向?qū)щ娖骷牡谝欢伺c該按鍵控制單元110對(duì)應(yīng)的一組端口中的各端口一一對(duì)應(yīng)連接。各單向?qū)щ娖骷牡诙朔謩e與按鍵控制單元110對(duì)應(yīng)的第二按鍵連接。由于每一個(gè)按鍵控制單元110與第二按鍵是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,因此按鍵控制單元110內(nèi)包括的所有單向?qū)щ娖骷牡诙斯餐B接一個(gè)對(duì)應(yīng)的第二按鍵。并且,單向?qū)щ娖骷?dǎo)通時(shí),電流由第一端流向第二端。

由于各第二按鍵均通過(guò)按鍵控制單元110與對(duì)應(yīng)一組端口中的所有端口連接,因此,為了避免第二按鍵被按下后,各端口之間發(fā)生短路,采用單向?qū)ㄆ骷?lái)保證各端口的電流都只能流向大地。具體地,單向?qū)щ娖骷梢詾槎O管。這時(shí),上述各單向?qū)щ娖骷牡谝欢?、第二端分別為二極管的正極、負(fù)極。

需要說(shuō)明的是,由于各第一按鍵僅與控制器的其中一個(gè)端口連接,當(dāng)?shù)谝话存I被按下后,僅使得一個(gè)端口與大地接通,而不會(huì)發(fā)生與其他端口之間短路的現(xiàn)象,因此,無(wú)需設(shè)置按鍵控制單元110,即可正常識(shí)別各第一按鍵是否被按下。

可以理解的是,按鍵控制單元110的具體實(shí)現(xiàn)方式不限于上述情況,只要能夠在與各自連接的第二按鍵被按下后,使得與各自連接的所有端口的電平被拉低至低電平即可。例如:?jiǎn)蜗驅(qū)щ娖骷部梢蕴鎿Q為其他類型具有單方向?qū)щ娦阅艿钠骷?/p>

在另一實(shí)施例中,提供了一種鍵盤控制系統(tǒng),包括控制器及鍵盤電路,所述鍵盤電路與所述控制器的i個(gè)端口連接,所述i為自然數(shù),且所述i>1。各所述端口接入高電平。所述鍵盤電路包括所述i個(gè)第一按鍵、j個(gè)第二按鍵及所述j個(gè)按鍵控制單元。所述j為自然數(shù),且所述j≤(2i-1-i)。

各所述第一按鍵的一端接地,且不同的所述第一按鍵的另一端分別與不同的所述端口對(duì)應(yīng)連接。各所述第二按鍵的一端接地,且不同的所述第二按鍵的另一端分別與不同的所述按鍵控制單元的一端連接。各所述按鍵控制單元的另一端與所有所述端口中的m個(gè)所述端口連接。其中,2≤m≤i。并且,不同的所述按鍵控制單元的另一端連接的一組端口的組合方式不同。

各所述按鍵控制單元用于在與各自連接的所述第二按鍵被按下后,使得與各自連接的所有端口的電平均被拉低至低電平。

在其中一個(gè)實(shí)施例中,對(duì)于任一所述按鍵控制單元:所述按鍵控制單元包括所述m個(gè)單向?qū)щ娖骷宜鰡蜗驅(qū)щ娖骷臄?shù)量與所述按鍵控制單元連接的所述端口的數(shù)量相同;各所述單向?qū)щ娖骷牡谝欢朔謩e與連接于所述按鍵控制單元的另一端的不同端口連接,各所述單向?qū)щ娖骷牡诙朔謩e與所述按鍵控制單元對(duì)應(yīng)的所述第二按鍵連接;并且,所述單向?qū)щ娖骷?dǎo)通時(shí),電流由所述第一端流向所述第二端。

在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述單向?qū)щ娖骷ǘO管。

在其中一個(gè)實(shí)施例中,各所述端口分別通過(guò)一個(gè)電阻接入所述高電平。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合,為使描述簡(jiǎn)潔,未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述,然而,只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾,都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式,其描述較為具體和詳細(xì),但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是,對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進(jìn),這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此,本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。

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