專利名稱：新型按鍵編碼電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電子信息領(lǐng)域，涉及一種用于電子儀器與設(shè)備、控制 設(shè)備、自動檢測和自動控制設(shè)備、家用電器等按鍵編碼電路。
背景技術(shù)：
按鍵是電子儀器與設(shè)備、控制設(shè)備、自動檢測和自動控制設(shè)備、家用 電器等的一種重要的信息輸入設(shè)備?，F(xiàn)有的按^t二進制編碼電路主要有二 極管矩陣編碼電路和單片機系統(tǒng)組成的按鍵二進制編碼電路。由二極管矩 陣組成的二進制鍵盤編碼電路，是較早使用的一種鍵盤編碼電路，它的每 一個按鍵都要帶上幾個二極管接入電路，不同鍵值的按鍵帶上的二極管數(shù)目不同，各二極管在電路中的連接形式也不一樣，而JU定數(shù)越多，4泉值越大的按鍵要帶上的二極管的數(shù)目越多，存在各按鍵接入的二極管連接規(guī)律 不一致，鎖存信號也難以提取等問題，現(xiàn)在已很少使用。而由單片機系統(tǒng)組成的二進制4妄鍵編碼電路，電路復(fù)雜，制造成本高。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種電路簡單、制造成本低、工作穩(wěn)定可靠 的新型按鍵編碼電路。本實用新型的技術(shù)方案是這樣的新型按4建編碼電路，包括復(fù)數(shù)個按 鍵、模擬開關(guān)、二進制計數(shù)器、鎖存器、多諧振蕩器，上述各按鍵的一端 分別通過上拉電阻連接至電源正極，并分別對應(yīng)連接上述模擬開關(guān)的各通 道輸入端，上述各按鍵的另一端分別連接至地端；上述模擬開關(guān)的地址端 分別對應(yīng)連接上述二進制計數(shù)器的各輸出端，并分別對應(yīng)連接到上述鎖存器的各輸入端；上述模擬開關(guān)的輸出端連接上述鎖存器的鎖存使能端和上 述多諧振蕩器的控制輸入端，上述多諧振蕩器的輸出端連接上述二進制計 數(shù)器的計數(shù)脈沖輸入端；上述鎖存器的輸出端輸出按4A的二進制鍵值。
還包括鍵值顯示電路，此鍵值顯示電路包括全加器、譯碼驅(qū)動器、顯 示十進制鍵值個位數(shù)的第 一數(shù)碼管、顯示十進制鍵值十位數(shù)的第二數(shù)碼管、 或門、與門和晶體管，上述鎖存器的輸出端分別對應(yīng)連接上述全加器的第 一組加數(shù)端，此第一組加數(shù)端中的兩個加數(shù)端連4妄至上述或門的兩個輸入 端，此第一組加數(shù)端中的另一個加數(shù)端連接上述與門的一個輸入端，上述 或門的輸出端連接上述與門的另 一個輸入端，上述全加器的第二組加數(shù)端 中的兩個加數(shù)端連接上述與門的輸出端，上述全加器的第二組加數(shù)端中的 另兩個加數(shù)端連接到地，上述全加器的輸出端分別對應(yīng)連接上述譯碼驅(qū)動 器的輸入端，上述譯碼驅(qū)動器的輸出端分別對應(yīng)連接上述第 一數(shù)碼管的輸 入端，上述與門的輸出端通過電阻連接至上述晶體管的基極，上述晶體管 的集電極連接上述第二數(shù)碼管的公共端，上述第二數(shù)碼管的兩個輸入端連 接至電源正才及、其他輸入端*接地。
上述按鍵為16個，上述模擬開關(guān)為16選一模擬開關(guān)，上述二進制計 數(shù)器為4位二進制計數(shù)器。上述譯碼驅(qū)動器為4線一七段譯碼驅(qū)動器。
采用上述方案后，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有電路簡單、抗干 擾能力較強、工作穩(wěn)定可靠、制造成本較低的優(yōu)點?？梢钥朔O管矩陣 編碼電路繁瑣(各按鍵接入的二極管數(shù)目不同，連接規(guī)律不一致)、鎖存信 號無法提取的缺陷，又可以克服由單片機系統(tǒng)組成的二進制按鍵編碼電路 抗干擾能力較差、電路復(fù)雜、制造成本高、特別是可能出現(xiàn)程序跑飛和死 機的問題。


圖1為本實用新型按4定二進制編碼電路的原理圖。 圖2為本實用新型鍵值顯示電路的原理圖。
具體實施方式

本實用新型的新型按一睫編碼電路，以16按鍵二進制編碼電路為例，如 圖1所示，IC1為16選1模擬開關(guān)，IC2為4位二進制計數(shù)器，IC3為鎖存 器，Gl為非門，G2為與非門。16個按鍵K0 K15的一端分別連接模擬開關(guān) IC1的16個通道l命入端S0~S15，同時分別通過一個上4i電阻R0-R15連 接到電源端+VCC; 16個按鍵K0 K15的另一端均連接到地端。模擬開關(guān)IC1 的地址端A0 A3分別連接4位二進制計數(shù)器IC2的輸出端QA QD,同時連 接到鎖存器IC3的輸入端D0 D3;非門Gl、與非門G2、電容C1、電阻R16 和R17組成一個工作可控的多諧振蕩器，與非門G2的輸入端P高電平時電 路振蕩，輸出端O輸出連續(xù)的振蕩脈沖，低電平時停振；多諧振蕩器的輸 出端0連接計數(shù)器IC2的計數(shù)脈沖輸入端CP; ;f莫擬開關(guān)IC1的輸出端COM 連接與非門G2的輸入端P和鎖存器IC3的鎖存使能端EN;鎖存器IC3的輸 出端QO ~ Q3輸出^4定的二進制鍵值。
當(dāng)按鍵K0~K15均未按下，即不對任何按鍵進行編碼的時候，模擬開 關(guān)IC1通道輸入端S0-S15均為高電平，不論其內(nèi)部電子開關(guān)切換到那一 個位置，輸出端COM總是輸出高電平，與非門G2的輸入端P也總是高電平， 多諧振蕩器保持振蕩狀態(tài)，輸出端0輸出連續(xù)的振蕩脈沖，為計數(shù)器IC2 提供連續(xù)的計數(shù)脈沖，計數(shù)器IC2的輸出端QA QD輸出遞增的二進制碼； 多諧振蕩器的振蕩頻率由電容C1、電阻R16和R17決定，取值時使振蕩頻 率較高，計數(shù)器IC2輸出的二進碼以較快的速度遞增，模擬開關(guān)IC1的地 址線受到二進制碼的快速掃描，其內(nèi)部的電子開關(guān)也就快速切換；按下某 個按鍵，即要對某個按一建編碼，模擬開關(guān)IC1與該按鍵連接的通道輸入端 被拉到低電平，當(dāng)計數(shù)器IC2輸出的二進碼，即施加于模擬開關(guān)IC1的地 址碼等于這個通道對應(yīng)的地址碼時，模擬開關(guān)IC1的輸出端COM與這個通 道輸入端接通，輸出低電平，與非門G2的輸入端P低電平，迫使多諧振蕩器停振，計數(shù)器IC2沒有新的計數(shù)脈沖輸入，輸出保持不變；模擬開關(guān)IC1 的COM端輸出的低電平還加到鎖存器的使能端EN，使其動作，將這時計數(shù) 器IC2輸出的二進制數(shù)鎖存到輸出端Q0 ~ Q3,這個二進制數(shù)就是按下^4定 的鍵值；釋放拾建，低電平的通道輸入端回到高電平，模擬開關(guān)IC1的C0M 端又輸出高電平，重新啟動振蕩器振蕩，計數(shù)器IC2獲得計數(shù)脈沖又輸出 遞增的二進制碼快速掃描模擬開關(guān)IC1的地址端；對于鎖存器IC3,模擬開 關(guān)IC1的COM端輸出的高電平不會使其動作，即不會改變它鎖存的數(shù)據(jù)， 盡管這時它輸入端的數(shù)據(jù)快速變化，但輸出端鎖存的二進制數(shù)不會改變， 剛被編碼按鍵的鍵值得以保持；若再按下其它按鍵，模擬開關(guān)IC1內(nèi)部電 子開關(guān)又快速切換通道，并在與按下按^fe連接的通道輸入端停下來，這個 通道輸入端對應(yīng)的二進制地址碼被鎖存到鎖存器IC3的輸出端Q0 Q3，輸 出并保持剛按下按鍵的鍵值；模擬開關(guān)IC1各通道輸入端有唯一的二進制 地址，所以不同^4建按下，鎖存器IC3有不同的二進制碼輸出，同時保持 到下一個按鍵按下；才莫擬開關(guān)IC1通道輸入端S0-S15的地址是0000~ 1111,所以K0-K15的二進制4建值也是0000 - 1111。
本實用新型的4務(wù)睫編碼電路還設(shè)有鍵值顯示電路，16鍵鍵值顯示電路 如圖2所示，IC4為全加器，IC5為4線一七段譯碼驅(qū)動器，G3為或門， G4為與門，Tl為NPN晶體管，LED1、 LED2為數(shù)碼管，LED1顯示十進制鍵 值的個位數(shù)，LED2顯示十進制4t值的十位數(shù)；16個按鍵編碼之后，由鎖存 器IC3輸出的二進制鍵值DO0 ~ D03加到全加器的加數(shù)端AO ~ A3;碼位D01 、 D02又加到或門G3的兩個輸入端，碼位D03又加到與門G4的一個輸入端； 或門G3的輸出端連接與門G4的另一個輸入端，與門G4的輸出端連接全加 器IC4加數(shù)端BO ~ B3中的Bl端和B2端，全加器IC4加數(shù)端BO ~ B3的B0 端和B3端接地；與門G4的輸出端還連接電阻R18的一端，電阻R18的另 一端連接晶體管Tl的基極和電阻R19的一端，R19的另一端接地；晶體管Tl的集電極連接數(shù)碼管LED2的公共端M,數(shù)碼管LED2的輸入端b、 c連接 電源端+VCC，數(shù)碼管LED2的輸入端a、 d、 e、 f、 g均接地；全加器IC4的 輸出端FO ~ F3分別對應(yīng)連接4線一一七段譯碼驅(qū)動器IC5的輸入端DO ~ D3， 譯碼驅(qū)動器IC5的輸出端a ~ g分別連接數(shù)碼管LED1的輸入端a ~ g端，數(shù) 碼管LED1的公共端M接地。
0~9號鍵的鍵值為0000、 0001、 0010、 0011、 0100、 0101、 0110、 0111、 1000、 1001,它們的碼位DOl、 D02、 D03經(jīng)過或門G3、與門G4的邏 輯運算(D01+D02)*D03,與門G4的輸出為0; 10 ~ 15號鍵的鍵值為1010、 1011、 1100、 1101、 1110、 1111,它們的碼位DOl、 D02、 D03經(jīng)過或門G3、 與門G4的邏輯運算(D01+D02)*D03,與門G4的輸出為1;與門G4的輸出 有二個作用，其一是對個位數(shù)的顯示進行調(diào)整，其二是控制十位數(shù)的顯示。 全加器IC4的!lr出為兩加數(shù)端輸入的和，即F0F1F2F3 = A0A1A2A3 + B0B1 B2B3,當(dāng)對0 9號鍵進行編碼，即按下按鍵K0 K9的一個時，鎖存器IC3
(見圖1)輸出的鍵值使與門G4的輸出為0，這時加數(shù)B0B1B2B3 = 0000， 全加器IC4的輸出F0F1F2F3 = A0A1A2A3,將0~9號鍵的鍵值原樣加給4 線一七段譯碼驅(qū)動器IC5, IC5驅(qū)動數(shù)碼管LED1、顯示0~9中的相應(yīng)數(shù)值； 由于4線一七段譯碼驅(qū)動器IC5是一片BCD碼譯碼驅(qū)動集成電路，鍵值0 ~ 9輸入，它使數(shù)碼管LED1顯示相應(yīng)數(shù)值，但鍵值10 ~ 15輸入時，它所驅(qū)動 的數(shù)碼管將熄滅，不能顯示它們十進制的個位數(shù)，所以在10 15號鍵編碼 時必須對施加給4線一七^殳譯碼驅(qū)動器IC5的二進制數(shù)加以調(diào)整；當(dāng)對10 ~ 15號鍵進行編碼，即按下4鍵K10 K15的一個時，鎖存器IC3 (見圖1) 輸出的鍵值使與門G4的輸出為1,這時加數(shù)B0B1B2B3 = 0110，全加器的 輸出F0F1F2F3-A0A1A2A3 + 0110, 10 ~ 15號鍵的鍵值分別為1010-1111, 全加器的輸出為0000 ~ 0111，數(shù)碼管LED1顯示十進制的0 ~ 5,這就是10 ~
15號鍵的鍵值的十進制數(shù)的個位數(shù)，實現(xiàn)個位數(shù)顯示的調(diào)整。對0 ~ 9號鍵進行編碼，鍵值使與門G4的輸出為0,晶體管Tl截止， 十位數(shù)碼管LED2處于熄滅狀態(tài)，所以二位數(shù)碼管顯示的是數(shù)值0~9;對 10~15號鍵進行編碼，鍵值使與門G4的輸出為1,晶體管Tl導(dǎo)通，十位 數(shù)碼管LED2被點亮，由于數(shù)碼管LED2只有顯示l的b、 c段接高電平，其 余各段接地，所以LED2被點亮也只顯示1,上述已對10 ~ 15號鍵鍵值的十 進制個位數(shù)顯示進^f于了調(diào)整，所以二位數(shù)碼管顯示的是數(shù)值10 ~ 15。
本實用新型中，^4建K0 K15采用輕觸開關(guān)，集成電路采用CMOS集成 電路，模擬開關(guān)IC1采用CD4067， 4位二進制計數(shù)器IC2采用CD4520，鎖 存器IC3采用CD4042,非門G1采用CD錫9，與非門G2采用CD術(shù)l,全加 器IC4采用CD4008, 4線一七段譯碼驅(qū)動器IC5采用CD4511,或門G3采用 CD術(shù)1，與門G4采用CD4081, NPN晶體管Tl采用9013, LED1、 LED2采用 共陰極數(shù)碼管。集成電路也可以采用功能一樣的其它型號的集成電路。上 述元器件與電路中的電阻、電容安裝在一塊印制板上，成為一個獨立的按 鍵編碼及鍵值顯示器。
本實用新型可作為儀器、設(shè)備的按鍵編碼及鍵值顯示電路與儀器、設(shè) 備的其它電路組裝在一起。
權(quán)利要求1、新型按鍵編碼電路，其特征在于包括復(fù)數(shù)個按鍵、模擬開關(guān)、二進制計數(shù)器和鎖存器、多諧振蕩器，上述各按鍵的一端分別通過上拉電阻連接至電源正極，并分別對應(yīng)連接上述模擬開關(guān)的各通道輸入端，上述各按鍵的另一端分別連接至地端；上述模擬開關(guān)的地址端分別對應(yīng)連接上述二進制計數(shù)器的各輸出端，并分別對應(yīng)連接到上述鎖存器的各輸入端；上述模擬開關(guān)的輸出端連接上述鎖存器的鎖存使能端和上述多諧振蕩器的控制輸入端，上述多諧振蕩器的輸出端連接上述二進制計數(shù)器的計數(shù)脈沖輸入端；上述鎖存器的輸出端輸出按鍵的二進制鍵值。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型按鍵編碼電路，其特征在于還包括鍵值顯示電路，此鍵值顯示電路包括全加器、譯碼驅(qū)動器、顯示十進制鍵值個位數(shù)的第一數(shù)碼管、顯示十進制鍵值十位數(shù)的第二數(shù)碼管、或門、與門和晶體管，上述鎖存器的輸出端分別對應(yīng)連接上述全加器的第 一組加數(shù)端，此第 一組加數(shù)端中的兩個加數(shù)端連接至上述或門的兩個輸入端，此第 一組加數(shù)端中的另 一個加數(shù)端連接上述與門的一個輸入端，上述或門的輸出端連接上述與門的另 一個輸入端，上述全加器的第二組加數(shù)端中的兩個加數(shù)端連接上述與門的輸出端，上述全加器的第二組加數(shù)端中的另兩個加數(shù)端連接到地，上述全加器的輸出端分別對應(yīng)連接上述譯碼驅(qū)動器的輸入端，上述譯碼驅(qū)動器的輸出端分別對應(yīng)連接上述第 一數(shù)碼管的輸入端，上述與門的輸出端通過電阻連接至上述晶體管的基極，上述晶體管的集電極連接上述第二數(shù)碼管的公共端，上述第二數(shù)碼管的兩個輸入端連接至電源正極、其他輸入端接地。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型按鍵編碼電路，其特征在于上述按鍵為16個，上述模擬開關(guān)為16選一才莫擬開關(guān)，上述二進制計數(shù)器為4位二進制計數(shù)器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型按鍵編碼電路，其特征在于上述譯碼驅(qū)動器為4線一七l爻譯碼驅(qū)動器。
專利摘要本實用新型公開了一種新型按鍵編碼電路，其包括復(fù)數(shù)個按鍵、模擬開關(guān)、二進制計數(shù)器和鎖存器、多諧振蕩器，各按鍵的一端分別通過上拉電阻連接至電源正極，并分別對應(yīng)連接模擬開關(guān)的各通道輸入端，各按鍵的另一端分別連接至地端；模擬開關(guān)的地址端分別對應(yīng)連接二進制計數(shù)器的各輸出端，并分別對應(yīng)連接到鎖存器的各輸入端；模擬開關(guān)的輸出端連接鎖存器的鎖存使能端和多諧振蕩器的控制輸入端，多諧振蕩器的輸出端連接二進制計數(shù)器的計數(shù)脈沖輸入端；鎖存器的輸出端輸出按鍵的二進制鍵值。采用上述方案后，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有電路簡單、抗干擾能力較強、工作穩(wěn)定可靠、制造成本較低的優(yōu)點。
文檔編號H03M11/24GK201303321SQ20082014600
公開日2009年9月2日 申請日期2008年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月22日
發(fā)明者黃偉勛, 黃華燦 申請人:華僑大學(xué)