專利名稱：新型鍵盤掃描系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子電路領(lǐng)域，涉及一種新型鍵盤掃描系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鍵盤掃描是許多控制系統(tǒng)必不可少的部分，是實(shí)現(xiàn)進(jìn)行人機(jī)交換方便快捷的方 法。但是往往鍵盤掃描需要耗費(fèi)很多的1\0 口資源，而且本身對1\0 口的利用效率又不高， 很大程度上浪費(fèi)了 CPU的資源。因此，當(dāng)1\0 口數(shù)量一定時(shí)，掃描按鍵的個(gè)數(shù)多少對系統(tǒng)而 言有非常大的意義。在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時(shí)，為了減少1\0 口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式。 在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個(gè)按鍵加以連接。 這樣，四個(gè)端口(如P1、P2、P3、P4 口 )就可以構(gòu)成4*4 = 16個(gè)按鍵，比直接將端口線用于 鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構(gòu)成20鍵的鍵盤， 而直接用端口線則只能多出一鍵(9鍵)。由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時(shí)，采用矩陣法來 做鍵盤是合理的。矩陣式結(jié)構(gòu)的鍵盤顯然比直接法要復(fù)雜一些，識別也要復(fù)雜一些。列線 通過電阻接正電源，并將行線所接的單片機(jī)的1\0 口作為輸出端，而列線所接的1\0 口則作 為輸入。這樣，當(dāng)按鍵沒有按下時(shí)，所有的輸出端都是高電平，代表無鍵按下。行線輸出是 低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會被拉低，這樣，通過讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否 有鍵按下了。雖然矩陣式鍵盤已經(jīng)大幅度提高了 CPU的掃描速率，減少了 1\0 口的占用，但 仍然無法滿足日益增長的實(shí)際需求，鍵盤掃描的方式也有待進(jìn)一步改善提高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種新型鍵盤掃描系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案。一種新型鍵盤掃描系統(tǒng)包括η個(gè)1\0 口，Sn個(gè)按鍵，其中
1+’"+ci);所述掃描系統(tǒng)通過η個(gè) ι\ο 口掃描 Sn個(gè)按 鍵；每個(gè)按鍵直接或通過二極管與至少一個(gè)ι\ο 口相連。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述按鍵由η+1組按鍵構(gòu)成，其中第1組有 《+ Cn2 +…+ 個(gè)按鍵，剩余η組每組均有Ct1 + C1 +…+ 個(gè)按鍵；所述第1組按鍵中 每一個(gè)按鍵一端接地，另一端接至少一個(gè)1\0 口 ；所述剩余η組按鍵中每一個(gè)按鍵一端接一 個(gè)1\0 口，另一端接至少一個(gè)剩余的1\0 口。作為本實(shí)用新型的另一種優(yōu)選方案，所述第1組按鍵中另一端僅接一個(gè)1\0 口的 按鍵與自己所接的1\0 口直接相連。作為本實(shí)用新型的再一種優(yōu)選方案，所述第1組按鍵中另一端接至少兩個(gè)1\0 口 的按鍵通過二極管與自己所接的1\0 口相連。作為本實(shí)用新型的再一種優(yōu)選方案，所述剩余η組按鍵中的每一個(gè)按鍵的另一端 均通過二極管與自己所接的1\0 口相連。[001 1 3 作為本實(shí)用新型的再一種優(yōu)選方案，n的值為2，S。的值為5，2個(gè)[＼o L1分別為P10 Ll、Pll Ll，5個(gè)按鍵分別為按鍵Kl、按鍵K2、按鍵K3、按鍵K4、按鍵K5；其中按鍵Kl、按鍵K2、按鍵K3為第l組按鍵，按鍵K4為第2組按鍵，按鍵K5為第3組按鍵；其中按鍵Kl的一端接地，另一端直接與P10 Ll~[目連；按鍵K2 nO一端接地，另一端直接與P11 Ll~[目連；按鍵K3的一端接地，另一端分別通過二極管與P10 Ll、P11 Ll~[目連；按鍵K4 nO一端接P10 Ll，另一端通過二極管與P11 Ll~[目連；按鍵K5 n9一端接Pll Ll，另一端通過二極管與P10 Ll相連。[001 2] 作為本實(shí)用新型的再一種優(yōu)選方案，n的值為3，S。的值為16，3個(gè)[＼o L1分別為PlO Ll、Pll Ll、P12 Ll，16個(gè)按鍵分別為按鍵Kl、按鍵K2、按鍵K3、按鍵K4、按鍵K5、按鍵K6、按鍵K7、按鍵K8、按鍵K9、按鍵Klo、按鍵K11、按鍵K12、按鍵K13、按鍵K14、按鍵K15、按鍵K16；其中按鍵Kl、按鍵K 2、按鍵K3、按鍵K4、按鍵K5、按鍵K6、按鍵K7為第l組按鍵，按鍵K8、按鍵K9、按鍵KIO為第2組按鍵，按鍵K11、按鍵K12、按鍵K13為第3組按鍵，按鍵K14、按鍵K15、按鍵K16為第4組按鍵；其中按鍵K1 nO一端接地，另一端直接與P。tO Ll相連；按鍵K2的一端接地，另一端直接與P[1 Ll$[目連；按鍵K3的一端接地，另一端直接與P12口相連；按鍵K4 nO一端接地，另一端分別通過二極管與P10 Ll、P11 Ll~[目連；按鍵K5 nO一端接地，另一端分別通過二極管與P。tO Ll、P12 Ll~[目連；按鍵K6 nO一端接地，另一端分別通過二極管與P[1 Ll、P12 Ll~[目連；按鍵K7 nO一端接地，另一端分別通過二極管與P。tO Ll、P11口、P12 Ll~[目連；按鍵K8的一端接P10 Ll，另一端通過二極管與P11 Ll~[目連；按鍵K9的一端接P[0 Ll，另一端通過二極管與P12 Ll~[目連；按鍵K10 n9一端接P。tO Ll，另一端分別通過二極管與Pll Ll、P12 Ll~陽連；按鍵K11的一端接P[1 Ll，另一端通過二極管與P10 Ll~[目連；按鍵K12 n9一端接Pll Ll，另一端通過二極管與P12 Ll*陽連；按鍵K13 n9一端接Pll Ll，另一端分別通過二極管與P10 Ll、P12 Ll*陽連；按鍵K14 n9一端接P12 Ll，另一端通過二極管與P10 Ll~陽連；按鍵K15 n9一端接P。L2 Ll，另一端通過二極管與P11 Ll~[目連；按鍵K16 n9一端接P[2 Ll，另一端分別通過二極管與P10 Ll、P11 Ll~[目連。[0013] 作為本實(shí)用新型的再一種優(yōu)選方案，所述二極管為高頻二極管。[0014] 本實(shí)用新型的有益效果在于本實(shí)用新型能極大的提高i i＼o口掃描按鍵的能力，節(jié)約CPU的資源，減二P i＼o口的占用。


[OOl 5] 圖l為3個(gè)工＼?？诘南到y(tǒng)電路圖；[0016] 圖2為按鍵Kl的連接關(guān)系示意圖；[0017] 圖3為按鍵K2的連接關(guān)系示意圖；[0018] 圖4為按鍵K3的連接關(guān)系示意圖；[0019] 圖5為按鍵K4的連接關(guān)系示意圖；[0020] 圖6為按鍵K5的連接關(guān)系示意圖；[0021] 圖7為按鍵K6的連接關(guān)系示意圖；[0022] 圖8為按鍵K7的連接關(guān)系示意圖；[0023] 圖9為按鍵K8的連接關(guān)系示意圖；[0024] 圖lo為按鍵K9的連接關(guān)系示意圖；[0025]圖11為按鍵KlO的連接關(guān)系示意圖；圖12為按鍵Kll的連接關(guān)系示意圖；圖13為按鍵K12的連接關(guān)系示意圖；圖14為按鍵K13的連接關(guān)系示意圖；圖15為按鍵K14的連接關(guān)系示意圖；圖16為按鍵K15的連接關(guān)系示意圖；圖17為按鍵K16的連接關(guān)系示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供了一種新型鍵盤掃描系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括η個(gè)1\0 口，Sn個(gè)按鍵，其 中s = (C1n + C: +…+ C:) + η(C。+ Ct1 +…+ C=)；所述掃描系統(tǒng)通過η個(gè)1\0 口掃描Sn
個(gè)按鍵；每個(gè)按鍵直接或通過二極管與至少一個(gè)1\0 口相連。所述按鍵由η+1組按鍵
構(gòu)成，其中第1組有G…+ 個(gè)按鍵，剩余η組每組均有+ 按
鍵；所述第1組按鍵中每一個(gè)按鍵一端接地，另一端接至少一個(gè)1\0 口 ；所述剩余η組按鍵 中每一個(gè)按鍵一端接一個(gè)1\0 口，另一端接至少一個(gè)剩余的1\0 口。所述第1組按鍵中另 一端僅接一個(gè)1\0 口的按鍵與自己所接的1\0 口直接相連。所述第1組按鍵中另一端接至 少兩個(gè)1\0 口的按鍵通過二極管與自己所接的1\0 口相連。所述剩余η組按鍵中的每一個(gè) 按鍵的另一端均通過二極管與自己所接的1\0 口相連。所述二極管為高頻二極管。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例一本實(shí)施例中，η的值為2，Sn的值為5，2個(gè)1\0 口分別為PlO 口、Pll 口，5個(gè)按鍵 分別為按鍵Κ1、按鍵Κ2、按鍵Κ3、按鍵Κ4、按鍵Κ5 ；其中按鍵Κ1、按鍵Κ2、按鍵Κ3為第1組 按鍵，按鍵Κ4為第2組按鍵，按鍵Κ5為第3組按鍵；其中按鍵Kl的一端接地，另一端直接 與PlO 口相連；按鍵Κ2的一端接地，另一端直接與Pll 口相連；按鍵Κ3的一端接地，另一端 分別通過二極管與PlO 口、Pll 口相連；按鍵Κ4的一端接PlO 口，另一端通過二極管與Pll 口相連；按鍵Κ5的一端接Pll 口，另一端通過二極管與PlO 口相連。本實(shí)用新型能極大的提高1\0 口掃描按鍵的能力，節(jié)約CPU的資源，減少1\0 口的 占用。實(shí)施例二本實(shí)施例提供的新型鍵盤掃描系統(tǒng)是以3個(gè)1\0 口掃描16個(gè)按鍵的系統(tǒng)，其電路 圖如圖1至圖17所示。電路圖中 P10、P11、P12 連接 89c51 單片機(jī)的 Pl. 0、P1. UPl. 2 端口 ；D1、D2. · · D21 是高頻二極管IN60，二極管的作用主要是隔離P10、P11、P12使得他們之間的導(dǎo)通方向得以 控制，又因?yàn)閱纹瑱C(jī)在掃描按鍵時(shí)對Pl. 0、Pl. 1、Pl. 2端口的賦值和讀取引腳信號速度很 快，所以要求二極管能夠快速導(dǎo)通截止，故選用高頻二極管。硬件部分結(jié)合軟件程序掃描過程，把16個(gè)按鍵分成了四組。第一組，由“地”引起 端口壓降的按鍵，分別為K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7。第二組，由“Ρ10”引起壓降的按鍵，分別 為Κ8、Κ9、Κ10。第三組，由“Ρ11”引起壓降的按鍵，分別為Κ11、Κ12、Κ13。第四組，由“Ρ12”引起壓降的按鍵，分別為K14、K15、Kieo單片機(jī)分組對按鍵進(jìn)行掃描，進(jìn)而確定被按下的按鍵。第一組情況如果單片機(jī)檢測到僅有PlO端口為“0”，則可以確定Kl按下；如果 檢測到僅有Pll端口為“0”，則可以確定K2按下；如果檢測到僅有P12端口為“0”，則可以 確定K3按下；如果檢測到僅有P10、Pll端口為“0”，則可以確定K4按下；如果檢測到僅有 ΡΙΟ、P12端口為“0”，則可以確定K5按下；如果檢測到僅有Pll、P12端口為“0”，則可以確 定K6按下；如果檢測到P10、P11、P12端口均為“0”，則可以確定K7按下。第二組情況如果單片機(jī)檢測到僅有P10、P11端口為“0”，則可以確定K8按下；如 果檢測到僅有P10、P12端口為“0”，則可以確定K9按下；如果檢測到P10、P11、P12端口均 為“0”，則可以確定KlO按下。第三組情況如果單片機(jī)檢測到僅有Pll、PlO端口為“0”，則可以確定Kll按下； 如果檢測到僅有P11、P12端口為“0”，則可以確定K12按下；如果檢測到如果檢測到P11、 10、？12端口均為“0”，則可以確定1(13按下。第四組情況如果單片機(jī)檢測到僅有P12、PlO端口為“0”，則可以確定K14按下； 如果檢測到僅有P12、Pll端口為“0”，則可以確定K15按下；如果檢測到如果檢測到P12、 Pl 1、PlO端口均為“0”，則可以確定K16按下。這里對二極管IN60的具體功能闡述一下二極管的作用主要是快速截止和導(dǎo)通，使得P10、P11、P12之間的導(dǎo)通方向得以控 制，進(jìn)而隔離P10、P11、P12。比如看第一組按鍵中的kl，如果kl按下，則PlO引腳信號變?yōu)?“0”，如果沒有D3、D4(即k5按鍵旁邊的二極管)的隔離作用，當(dāng)PlO引腳電壓被“地”拉低 時(shí)，P12引腳的電壓也會被PlO拉低；同理如果沒有D1、D2(即k4按鍵旁邊的二極管)的隔 離作用，當(dāng)PlO弓丨腳電壓被“地”拉低時(shí)，Pll引腳的電壓也會被PlO拉低?？梢钥闯?，如果 kl按下則P10、P11、P12的引腳電壓均會被拉低。稍微分析下變可知，如果沒有二極管的隔 離，任何按鍵按下都會導(dǎo)致P10、PlU P12引腳電壓全部被拉低，這樣電路也就無法區(qū)分具 體是哪個(gè)按鍵按下了。二極管要求是高頻二極管主要是考慮到單片機(jī)在掃描鍵盤時(shí)信號的 讀寫速度是很快的(在微妙數(shù)量級)，需要二極管能及時(shí)響應(yīng)單片機(jī)的信號。這里本實(shí)用新型的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本實(shí)用新型的范圍限制在上 述實(shí)施例中。這里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說實(shí)施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫 離本實(shí)用新型的精神或本質(zhì)特征的情況下，本實(shí)用新型可以以其他形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例， 以及用其他元件、材料和部件來實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種新型鍵盤掃描系統(tǒng)，其特征在于所述掃描系統(tǒng)包括11個(gè)1\0 口，Sn個(gè)按鍵，其 中民—《+《+…+ ^^ + "((^丨+^^+…+ ^彡所述掃描系統(tǒng)通過??！個(gè)八?？趻呙鑃n個(gè)按鍵；每個(gè)按鍵直接或通過二極管與至少一個(gè)1\0 口相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型鍵盤掃描系統(tǒng)，其特征在于所述SnA按鍵由n+1組按 鍵構(gòu)成，其中第1組有C〗+C 2+··· + 個(gè)按鍵，剩余η組每組均有C。+ C1 +·■■ + =,1個(gè)按 鍵；所述第1組按鍵中每一個(gè)按鍵一端接地，另一端接至少一個(gè)1\0 口 ；所述剩余η組按鍵 中每一個(gè)按鍵一端接一個(gè)1\0 口，另一端接至少一個(gè)剩余的1\0 口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型鍵盤掃描系統(tǒng)，其特征在于所述第1組按鍵中另一端 僅接一個(gè)1\0 口的按鍵與自己所接的1\0 口直接相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型鍵盤掃描系統(tǒng)，其特征在于所述第1組按鍵中另一端 接至少兩個(gè)1\0 口的按鍵通過二極管與自己所接的1\0 口相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型鍵盤掃描系統(tǒng)，其特征在于所述剩余η組按鍵中的每 一個(gè)按鍵的另一端均通過二極管與自己所接的1\0 口相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型鍵盤掃描系統(tǒng)，其特征在于η的值為2，Sn的值為5，2個(gè) 1\0 口分別為PlO 口、Pll 口，5個(gè)按鍵分別為按鍵Κ1、按鍵Κ2、按鍵Κ3、按鍵Κ4、按鍵Κ5 ；其 中按鍵Κ1、按鍵Κ2、按鍵Κ3為第1組按鍵，按鍵Κ4為第2組按鍵，按鍵Κ5為第3組按鍵； 其中按鍵Kl的一端接地，另一端直接與PlO 口相連； 按鍵Κ2的一端接地，另一端直接與Pll 口相連； 按鍵Κ3的一端接地，另一端分別通過二極管與PlO 口、Pll 口相連； 按鍵Κ4的一端接PlO 口，另一端通過二極管與Pll 口相連； 按鍵Κ5的一端接Pll 口，另一端通過二極管與PlO 口相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型鍵盤掃描系統(tǒng)，其特征在于η的值為3，Sn的值為16， 3個(gè)1\0 口分別為PlO 口、Pll 口、Ρ12 口，16個(gè)按鍵分別為按鍵Κ1、按鍵Κ2、按鍵Κ3、按鍵 Κ4、按鍵Κ5、按鍵Κ6、按鍵Κ7、按鍵Κ8、按鍵Κ9、按鍵Κ10、按鍵Κ11、按鍵Κ12、按鍵Κ13、按鍵 Κ14、按鍵Κ15、按鍵Κ16 ；其中按鍵Κ1、按鍵Κ2、按鍵Κ3、按鍵Κ4、按鍵Κ5、按鍵Κ6、按鍵Κ7 為第1組按鍵，按鍵Κ8、按鍵Κ9、按鍵KlO為第2組按鍵，按鍵Κ11、按鍵Κ12、按鍵Κ13為第 3組按鍵，按鍵Κ14、按鍵Κ15、按鍵Κ16為第4組按鍵；其中按鍵Kl的一端接地，另一端直接與PlO 口相連；按鍵Κ2的一端接地，另一端直接與Pll 口相連；按鍵Κ3的一端接地，另一端直接與Ρ12 口相連；按鍵Κ4的一端接地，另一端分別通過二極管與PlO 口、Pll 口相連；按鍵Κ5的一端接地，另一端分別通過二極管與PlO 口、Ρ12 口相連；按鍵Κ6的一端接地，另一端分別通過二極管與Pll 口、Ρ12 口相連；按鍵Κ7的一端接地，另一端分別通過二極管與PlO 口、Pll 口、Ρ12 口相連；按鍵Κ8的一端接PlO 口，另一端通過二極管與Pll 口相連；按鍵Κ9的一端接PlO 口，另一端通過二極管與Ρ12 口相連；按鍵KlO的一端接PlO 口，另一端分別通過二極管與Pll 口、Ρ12 口相連；按鍵Kll的一端接Pll 口，另一端通過二極管與PlO 口相連； 按鍵K12的一端接Pll 口，另一端通過二極管與P12 口相連； 按鍵K13的一端接Pll 口，另一端分別通過二極管與PlO 口、P12 口相連； 按鍵K14的一端接P12 口，另一端通過二極管與PlO 口相連； 按鍵K15的一端接P12 口，另一端通過二極管與Pll 口相連； 按鍵K16的一端接P12 口，另一端分別通過二極管與PlO 口、Pll 口相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任意一項(xiàng)所述的新型鍵盤掃描系統(tǒng)，其特征在于所述二極管 為高頻二極管。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種新型鍵盤掃描系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括n個(gè)I\O口，Sn個(gè)按鍵，其中所述掃描系統(tǒng)通過n個(gè)I\O口掃描Sn個(gè)按鍵；每個(gè)按鍵直接或通過二極管與至少一個(gè)I\O口相連。所述Sn個(gè)按鍵由n+1組按鍵構(gòu)成，其中第1組有個(gè)按鍵，剩余n組每組均有個(gè)按鍵；所述第1組按鍵中每一個(gè)按鍵一端接地，另一端接至少一個(gè)I\O口；所述剩余n組按鍵中每一個(gè)按鍵一端接一個(gè)I\O口，另一端接至少一個(gè)剩余的I\O口。本實(shí)用新型能極大的提高I\O口掃描按鍵的能力，節(jié)約CPU的資源，減少I\O口的占用。
文檔編號H03M11/20GK201789492SQ201020204089
公開日2011年4月6日 申請日期2010年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月25日
發(fā)明者孔祥洪, 楊謂, 江瑞煌 申請人:上海海洋大學(xué)