專利名稱：模數(shù)轉(zhuǎn)換式鍵盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明具體涉及ー種計(jì)算機(jī)鍵盤，特別涉及ー種數(shù)模轉(zhuǎn)換式鍵盤。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有鍵盤每ー個(gè)按鍵由行列線交叉布局，通過矩陣掃描方式(如圖I中所示)來獲取按鍵接觸信號(hào)，行列線路條數(shù)多，同時(shí)要考慮到每個(gè)按鍵的布局問題，往往在鍵盤設(shè)計(jì)和印刷線路圖時(shí)，一條行線或者一條列線要求繞很長(zhǎng)的線路，有時(shí)還受鍵盤機(jī)構(gòu)限制，走線通不過，這些都給設(shè)計(jì)者帶來極大的復(fù)雜度，同時(shí)提高了印刷線路膜的不良率，給生產(chǎn)廠家?guī)沓杀镜脑黾?br/>發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供ー種模數(shù)轉(zhuǎn)換式鍵盤，目的是解決現(xiàn)有技術(shù)問題，提供ー種線路簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)鍵盤，該鍵盤不僅方便印刷線路，且能提高印刷線路時(shí)的成品率，同時(shí)降低企業(yè)生產(chǎn)成本的鍵盤。本發(fā)明解決問題采用的技術(shù)方案是模數(shù)轉(zhuǎn)換式鍵盤，具有一條以上的AD (數(shù)模轉(zhuǎn)換)通道。每條AD通道包括一條信號(hào)采集線和一條地線，信號(hào)采集線的一端通過精密電阻連接VCC(穩(wěn)壓電源)，信號(hào)采集線上從VCC—端開始依次串聯(lián)有ー個(gè)精密電阻和ー個(gè)以上的按鍵電阻。每個(gè)按鍵電阻對(duì)應(yīng)設(shè)置ー個(gè)按鍵開關(guān)，每個(gè)按鍵開關(guān)對(duì)應(yīng)于ー個(gè)按鍵，按鍵開關(guān)的一端連接在所對(duì)應(yīng)的按鍵電阻的后端，按鍵開關(guān)的另一端與地線連接。MCU(微型控制器)對(duì)應(yīng)每條AD通道設(shè)置ー個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換通道檢測(cè)端，該模數(shù)轉(zhuǎn)換通道檢測(cè)端與精密電阻的后端連接。還具有組合鍵通道，組合鍵通道一端與MCU的IO ロ連接，另一端連接到地線，組合鍵通道內(nèi)串聯(lián)有ー個(gè)組合鍵。還具有組合鍵通道，組合鍵通道一端與MCU的IO ロ連接，另一端連接到地線，組合鍵通道內(nèi)并聯(lián)有兩個(gè)組合鍵。還具有三對(duì)組合鍵Shift鍵、Ctrl鍵、Alt鍵，每種組合鍵根據(jù)需求分左右鍵，也可以只需其一。不分左右鍵的組合鍵一端與MCU的IO ロ連接，另一端連接到地線。分左右鍵的組合鍵，每個(gè)左右鍵的一端可以單獨(dú)與MCU的IO ロ連接，或者左右鍵并聯(lián)后與MCU的IO ロ連接，另一端連接到地線。每種組合鍵組合方式可以與任何其他鍵進(jìn)行組合。除了以上三種組合鍵外，如還要進(jìn)行組合使用時(shí)，把需要進(jìn)行組合的鍵不放在同一 AD通道上。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明中通過MCU(微型控制器)的AD(模數(shù)轉(zhuǎn)換)通道檢測(cè)每個(gè)按鍵接觸產(chǎn)生不同的電壓值來判斷按鍵值。每個(gè)AD通道上的按鍵都是串聯(lián)在一起，這樣可以使線路簡(jiǎn)單化，同時(shí)方便印刷線路，提高印刷線路的成品率。由于簡(jiǎn)化了線路，使用的材料減少，而且印刷成品率提高減少了材料的浪費(fèi)，從而降低企業(yè)生產(chǎn)成本。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)矩陣掃描方式示意圖；圖2是AD檢測(cè)原理圖；圖3是組合鍵通道一示意圖；圖4是組合鍵通道ニ示意圖；圖5是組合鍵通道三示意圖；圖6是本實(shí)施例中鍵盤整體AD通道連接示意圖； 圖7是本發(fā)明具體線路連接圖。圖中1.信號(hào)采集線、2.地線、3.VCC、4.精密電阻、5.按鍵電阻、6.按鍵開關(guān)、
7.模數(shù)轉(zhuǎn)換通道檢測(cè)端、8. IO ロ、9.組合鍵、11.地線、10. AD通道、20.組合鍵通道。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步說明。模數(shù)轉(zhuǎn)換器即A/D轉(zhuǎn)換器，或簡(jiǎn)稱ADC，通常是指ー個(gè)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)的電子元件。通常的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將ー個(gè)輸入電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為一個(gè)輸出的數(shù)字信號(hào)。由于數(shù)字信號(hào)本身不具有實(shí)際意義，僅僅表示一個(gè)相對(duì)大小。故任何一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器都需要一個(gè)參考模擬量作為轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn)，比較常見的參考標(biāo)準(zhǔn)為最大的可轉(zhuǎn)換信號(hào)大小。而輸出的數(shù)字量則表不輸入信號(hào)相對(duì)于參考信號(hào)的大小。模數(shù)轉(zhuǎn)換過程包括量化和編碼。量化是將模擬信號(hào)量程分成許多離散量級(jí)，并確定輸入信號(hào)所屬的量級(jí)。編碼是對(duì)每ー量級(jí)分配唯一的數(shù)字碼，并確定與輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng)的代碼。最普通的碼制是ニ進(jìn)制，它有2n個(gè)量級(jí)(η為位數(shù))，可依次逐個(gè)編號(hào)。模數(shù)轉(zhuǎn)換的方法很多，從轉(zhuǎn)換原理來分可分為直接法和間接法兩大類。直接法是直接將電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。它用數(shù)模網(wǎng)絡(luò)輸出的ー套基準(zhǔn)電壓，從高位起逐位與被測(cè)電壓反復(fù)比較，直到二者達(dá)到或接近平衡?？刂七壿嬆軐?shí)現(xiàn)對(duì)分捜索的控制，其比較方法如同天平稱重。先使ニ進(jìn)位制數(shù)的最高位Dn-I = 1，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后得到一個(gè)整個(gè)量程一半的模擬電壓VS，與輸入電壓Vin相比較，若Vin > VS，則保留這一位；若Vin < Vin，則Dn-I = O。然后使下一位Dn_2=1，與上一次的結(jié)果一起經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后與Vin相比較，重復(fù)這ー過程，直到使DO = 1，再與Vin相比較，由Vin > VS還是Vin < V來決定是否保留這一位。經(jīng)過η次比較后，η位寄存器的狀態(tài)即為轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。這種直接逐位比較型(又稱反饋比較型)轉(zhuǎn)換器是ー種高速的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換精度很高，但對(duì)干擾的抑制能力較差，常用提高數(shù)據(jù)放大器性能的方法來彌補(bǔ)。它在計(jì)算機(jī)接ロ電路中用得最普遍。間接法不將電壓直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字，而是首先轉(zhuǎn)換成某一中間量，再由中間量轉(zhuǎn)換成數(shù)字。常用的有電壓-時(shí)間間隔(V/T)型和電壓-頻率(V/F)型兩種，其中電壓-時(shí)間間隔型中的雙斜率法(又稱雙積分法)用得較為普遍。模數(shù)轉(zhuǎn)換器的選用具體取決于輸入電平、輸出形式、控制性質(zhì)以及需要的速度、分辨率和精度。用半導(dǎo)體分立元件制成的模數(shù)轉(zhuǎn)換器常常采用單元結(jié)構(gòu)，隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，模數(shù)轉(zhuǎn)換器體積逐漸縮小為ー塊模板、ー塊集成電路。如圖2至圖6中本發(fā)明模數(shù)轉(zhuǎn)換式鍵盤，具有一條或者一條以上的AD通道10。每條AD通道10包括一條信號(hào)采集線I和一條地線2，信號(hào)采集線I的一端連接VCC3，信號(hào)采集線I上從VCC3 —端開始依次串聯(lián)有ー個(gè)精密電阻4和ー個(gè)或者ー個(gè)以上的按鍵電阻5。每個(gè)按鍵電阻5對(duì)應(yīng)設(shè)置ー個(gè)按鍵開關(guān)6，每個(gè)按鍵開關(guān)6對(duì)應(yīng)于ー個(gè)按鍵，按鍵開關(guān)6的一端連接在所對(duì)應(yīng)的按鍵電阻5的后端，按鍵開關(guān)6的另一端與地線2連接。MCU對(duì)應(yīng)每條AD通道10設(shè)置ー個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換通道檢測(cè)端7，該模數(shù)轉(zhuǎn)換通道檢測(cè)端7與精密電阻4的后端連接。還具有三個(gè)組合鍵通道20，每個(gè)組合鍵通道20 —端連接MCU的ー個(gè)IO ロ 8，另一端連接地線11，組合鍵通道20內(nèi)具有并聯(lián)的ー對(duì)組合鍵9。實(shí)際上組合鍵通道20可以是ー個(gè)、兩個(gè)或者其他數(shù)量，本實(shí)施例中以正規(guī)的計(jì)算機(jī)鍵盤為例，因此是三個(gè)組合鍵通道20，即Shift鍵、Ctrl鍵、Alt鍵，如圖3、圖4、圖5中的每個(gè)組合鍵通道20分別代表了 Shift鍵、Ctrl鍵、Alt鍵的組合通道，每種組合鍵根據(jù)需求分左右鍵，也可以只需其一。也可以不分左右鍵的組合鍵一端與MCU的IO ロ連接，另ー端連接到地線。其分左右鍵的組合鍵，每個(gè)左右鍵的一端可以單獨(dú)與MCU的IO ロ連接，或者左右鍵并聯(lián)后與MCU的IO ロ連接，另一端連接到地線。 不僅組合鍵通道20可以并聯(lián)ー對(duì)組合鍵9，還可以只連接ー個(gè)組合鍵。連接時(shí)組合鍵通道內(nèi)串聯(lián)ー個(gè)組合鍵，其組合鍵通道一端與MCU的IO ロ連接，另一端連接到地線。每種組合鍵組合方式可以與任何其他鍵進(jìn)行組合。除了以上三種組合鍵外，如還要進(jìn)行組合使用時(shí)，把需要進(jìn)行組合的鍵不放在同一 AD通道上。本發(fā)明采用微型控制器的AD檢測(cè)電壓來判斷鍵盤的按鍵值，其AD檢測(cè)原理如圖2至圖6中所示。由于在同一時(shí)間內(nèi)只有ー個(gè)按鍵按下是有效的且離VCC最近的優(yōu)先級(jí)最高，當(dāng)按鍵按下時(shí)，各個(gè)按鍵到AD點(diǎn)之間的電阻值都不相同，根據(jù)歐姆定律，則AD檢測(cè)到的電壓等于AD點(diǎn)到按鍵按下之間的電壓，所以每個(gè)按鍵按下會(huì)產(chǎn)生不同的電壓，根據(jù)AD檢測(cè)到電壓值可以判斷出是那個(gè)按鍵按下。同樣可以把AD檢測(cè)到的電壓值轉(zhuǎn)換為計(jì)算電阻值來判斷那個(gè)鍵是否按下，VCC是MCU的穩(wěn)壓電源，為已知電壓值，RO為精密電阻4，其電阻值是已知的，AD檢測(cè)到的電壓(Vad)也為已知數(shù)，則流過精密電阻RO的電流為(VCC-Vad)/R0，由于按鍵到AD點(diǎn)之間的電阻是串聯(lián)關(guān)系，則其電流等于精密電阻流過的電流，從而可以計(jì)算出按鍵按下點(diǎn)到AD點(diǎn)之間的電阻值等于(Vad*R0)/(VCC_Vad)，當(dāng)不同的按鍵按下時(shí)計(jì)算出不同電阻值，從而判斷出哪個(gè)按鍵按下。由于每個(gè)通道上在同一時(shí)間內(nèi)只允許ー個(gè)按鍵按下是有效的，出現(xiàn)組合的按鍵不能分布在同一個(gè)AD通道上，而鍵盤的Shift鍵、CtrI鍵、Alt鍵是組合鍵，所以不能與其他任何普通鍵組合在一起，因此必須単獨(dú)檢測(cè)，直接用MCU的普通IO ロ 8作為輸入檢測(cè)狀態(tài)。而鍵盤的Shift鍵、Ctrl鍵、Alt鍵多為左右兩個(gè)，因此每個(gè)組合鍵通道20中具有左右兩個(gè)組合鍵，且并聯(lián)在一起，如圖3至5中所示的SWl和SW2、SW3和SW4、SW5和SW6分別為ー組組合鍵。每個(gè)AD通道10連接多少個(gè)按鍵及其按鍵電阻5數(shù)目要根據(jù)其MCU的AD采集條件而定。如圖7是給出的其中ー種方式，在該圖中具有8條AD通道，每條AD通道10中連接的按鍵及按鍵電阻5數(shù)目不是全部相同的，其8條AD通道上連接的按鍵數(shù)目分別為10、
10、9、10、10、11、11、11，按鍵電阻5的數(shù)目分別為10、10、9、10、10、11、11、11。與現(xiàn)有的矩陣掃描方式(如圖I中所示)同樣的數(shù)目按鍵數(shù)相比，線路少了許多，該線路中8條AD通道與3條組合鍵通道20及一條公共端一共只需12條線路，而矩陣掃描方式則需要24條，同樣，布線也簡(jiǎn)單了許多 。
權(quán)利要求
1.模數(shù)轉(zhuǎn)換式鍵盤，其特征在于具有一條或者一條以上的AD通道；每條AD通道包括一條信號(hào)采集線和一條地線，信號(hào)采集線的一端通過精密電阻連接VCC，信號(hào)采集線上從VCC—端開始依次串聯(lián)有ー個(gè)精密電阻和ー個(gè)或者ー個(gè)以上的按鍵電阻；每個(gè)按鍵電阻對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)按鍵開關(guān)，每個(gè)按鍵開關(guān)對(duì)應(yīng)于ー個(gè)按鍵，按鍵開關(guān)的一端連接在所對(duì)應(yīng)的按鍵電阻的后端，按鍵開關(guān)的另一端與地線連接；MCU對(duì)應(yīng)每條AD通道設(shè)置ー個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換通道檢測(cè)端，該模數(shù)轉(zhuǎn)換通道檢測(cè)端與精密電阻的后端連接。
2.如權(quán)利要求I中所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換式鍵盤，其特征在于還具有組合鍵通道，組合鍵通道一端與MCU的IO ロ連接，另一端連接到地線，組合鍵通道內(nèi)串聯(lián)有ー個(gè)組合鍵。
3.如權(quán)利要求I中所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換式鍵盤，其特征在于還具有組合鍵通道，組合鍵通道一端與MCU的IO ロ連接，另一端連接到地線，組合鍵通道內(nèi)并聯(lián)有兩個(gè)組合鍵。
全文摘要
模數(shù)轉(zhuǎn)換式鍵盤，其特征在于具有一條或者一條以上的AD通道；每條AD通道包括一條信號(hào)采集線和一條地線，信號(hào)采集線的一端通過精密電阻連接VCC，線上從VCC一端開始依次串聯(lián)有一個(gè)精密電阻和一個(gè)或者一個(gè)以上的按鍵電阻。每個(gè)按鍵電阻對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)按鍵開關(guān)，每個(gè)按鍵開關(guān)對(duì)應(yīng)于一個(gè)按鍵，按鍵開關(guān)的一端連接在所對(duì)應(yīng)的按鍵電阻的后端，按鍵開關(guān)的另一端與地線連接。MCU對(duì)應(yīng)每條AD通道設(shè)置一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換通道檢測(cè)端，該模數(shù)轉(zhuǎn)換通道檢測(cè)端與精密電阻的后端連接。該計(jì)算機(jī)鍵盤線路簡(jiǎn)單，不僅方便印刷線路，且能提高印刷線路時(shí)的成品率，同時(shí)降低企業(yè)生產(chǎn)成本的鍵盤。
文檔編號(hào)H03M11/20GK102843143SQ20111017039
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者潘世學(xué) 申請(qǐng)人:嘉興淳祥電子科技有限公司