按鍵防抖電路及電子裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種按鍵防抖電路以及包括該按鍵防抖電路的電子裝置,該按鍵防抖電路連接至電子裝置的主板的CPU,其包括按鍵開關(guān)、第一電阻、用于根據(jù)按鍵開關(guān)的狀態(tài)輸出穩(wěn)定的高電平信號或低電平信號至CPU的比較器、以及用于為比較器提供基準(zhǔn)值的基準(zhǔn)電壓提供單元;按鍵開關(guān)的一端經(jīng)第一電阻與電源連接,另一端接地;比較器的反相輸入端與第一電阻及按鍵開關(guān)的公共端連接;比較器的同相輸入端與基準(zhǔn)電壓提供單元的輸出端連接,比較器的輸出端連接至主板的CPU的輸入端;通過該按鍵防抖電路濾除按鍵開關(guān)的抖動尖峰電壓,使得輸出至CPU的輸入端的電壓上升沿及下降沿陡峭,有利于電子裝置的CPU準(zhǔn)確地響應(yīng)按鍵開關(guān)。
【專利說明】按鍵防抖電路及電子裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及電子電路領(lǐng)域,尤其涉及一種按鍵防抖電路及電子裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在電視機等電子產(chǎn)品中,通常使用按鍵控制作為交互控制方式。按鍵分很多種,電視機領(lǐng)域常用的為機械式或者鍋仔片按鍵。一般按下此類按鍵之后,按鍵會出現(xiàn)短暫的反復(fù)閉合、斷開狀態(tài),一段時間后,才穩(wěn)定接觸。目前,參照圖1,通常使用此種按鍵電路,按鍵開關(guān)K經(jīng)電阻R直接與電源Vcc連接,當(dāng)按鍵接觸不良時,則容易產(chǎn)生抖動的按鍵電壓波形,波形邊沿出現(xiàn)很多尖峰,按鍵開關(guān)K的電壓輸出波形如圖2所示。該尖峰電壓容易干擾CPU,使得CPU按鍵識別時出現(xiàn)誤判,導(dǎo)致CPU的按鍵響應(yīng)錯亂。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的主要目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計新穎的按鍵防抖電路。
[0004]為實現(xiàn)上述目的,本實用新型提供一種按鍵防抖電路,該按鍵防抖電路連接電子裝置的主板的CPU,所述按鍵防抖電路包括按鍵開關(guān)、第一電阻、用于根據(jù)所述按鍵開關(guān)的狀態(tài)輸出穩(wěn)定的高電平信號或低電平信號至所述CPU的比較器,以及用于為所述比較器提供基準(zhǔn)值的基準(zhǔn)電壓提供單元;所述按鍵開關(guān)的一端經(jīng)第一電阻與電源連接,所述按鍵開關(guān)的另一端接地;所述比較器的反相輸入端與所述第一電阻及按鍵開關(guān)的公共端連接;所述比較器的同相輸入端與所述基準(zhǔn)電壓提供單元的輸出端連接,所述比較器的輸出端連接至所述主板的CPU的輸入端。
[0005]優(yōu)選地,所述基準(zhǔn)電壓提供單元包括第二電阻及第三電阻,所述第二電阻的一端與電源連接,所述第二電阻的另一端與第三電阻的一端連接,所述第三電阻的另一端接地;所述第二電阻與第三電阻的公共端作為所述基準(zhǔn)提供單元的輸出端與所述比較器的同相輸入端連接。
[0006]優(yōu)選地,所述按鍵防抖電路還包括第一電容,所述第一電容的一端與所述比較器的同相輸入端連接,所述第一電容的另一端與所述比較器的輸出端連接。
[0007]此外,為實現(xiàn)上述目的,本實用新型還提供一種電子裝置,該電子裝置包括本體、設(shè)置于本體內(nèi)部的主板及與所述主板的CPU電連接的按鍵防抖電路,所述按鍵防抖電路包括按鍵開關(guān)、第一電阻、用于根據(jù)所述按鍵開關(guān)的狀態(tài)輸出穩(wěn)定的高電平信號或低電平信號至所述CPU的比較器,以及用于為所述比較器提供基準(zhǔn)值的基準(zhǔn)電壓提供單元;所述按鍵開關(guān)的一端經(jīng)第一電阻與電源連接,所述按鍵開關(guān)的另一端接地;所述比較器的反相輸入端與所述第一電阻及按鍵開關(guān)的公共端連接;所述比較器的同相輸入端與所述基準(zhǔn)電壓提供單元的輸出端連接,所述比較器的輸出端連接至所述主板的CPU的輸入端。
[0008]優(yōu)選地,所述基準(zhǔn)電壓提供單元包括第二電阻及第三電阻,所述第二電阻的一端與電源連接,另一端與第三電阻的一端連接;所述第三電阻的另一端接地;所述第二電阻與第三電阻的公共端作為所述基準(zhǔn)提供單元的輸出端與所述比較器的同相輸入端連接。
[0009]優(yōu)選地,所述按鍵防抖電路還包括第一電容,所述第一電容的一端與所述比較器的同相輸入端連接,所述第一電容的另一端與所述比較器的輸出端連接。
[0010]本實用新型所提供的一種按鍵防抖電路以及包括該按鍵防抖電路的電子裝置,按鍵開關(guān)連接在比較器的反相輸入端,通過按鍵開關(guān)的閉合、斷開狀態(tài)所引起的比較器的反相輸入端的變化的電壓值,與比較器的同相輸入端的基準(zhǔn)電壓值進行比較,根據(jù)比較結(jié)果控制比較器的輸出;當(dāng)按鍵開關(guān)閉合時,該基準(zhǔn)電壓提供單元提供的基準(zhǔn)值始終高于反相輸入端的電壓值,則比較器輸出穩(wěn)定的高電平,從而抑制了按鍵開關(guān)閉合時的抖動;當(dāng)按鍵開關(guān)斷開時,該基準(zhǔn)電壓提供單元提供的基準(zhǔn)值始終低于反相輸入端的電壓值,則比較器輸出穩(wěn)定的低電平,從而抑制了按鍵開關(guān)斷開時的抖動。通過濾除按鍵開關(guān)的抖動尖峰電壓,使得輸出至CPU的輸入端的電壓上升沿及下降沿陡峭,有利于電子裝置的CPU準(zhǔn)確地響應(yīng)按鍵開關(guān)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中按鍵開關(guān)的電路結(jié)構(gòu)示意圖
[0012]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中按鍵開關(guān)的輸出電壓波形圖;
[0013]圖3為本實用新型按鍵防抖電路應(yīng)用于電子裝置的示意圖;
[0014]圖4為圖3中比較器的輸入端及輸出端的電壓波形圖。
[0015]本實用新型目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例,參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0016]應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型,并不用于限定本實用新型。
[0017]本實用新型提供一種按鍵防抖電路。
[0018]在本實用新型實施例中,參照圖3,該按鍵防抖電路包括按鍵開關(guān)K、第一電阻R1、比較器Ul、基準(zhǔn)電壓提供單元100及第一電容Cl,所述基準(zhǔn)電壓提供單元100包括第二電阻R2及第三電阻R3,所述按鍵開關(guān)K的一端經(jīng)第一電阻Rl與電源Vcc連接,所述按鍵開關(guān)K的另一端接地;所述第二電阻R2的一端與電源Vcc連接,所述第二電阻R2另一端與第三電阻R3的一端連接;所述第三電阻R3的另一端接地;所述比較器Ul的反相輸入端c與所述第一電阻Rl及按鍵開關(guān)K的公共端連接;所述比較器Ul的同相輸入端a與所述第二電阻R2、第三電阻R3的公共端連接;所述比較器Ul的輸出端b經(jīng)第一電容Cl與所述比較器Ul的同相輸入端a連接。
[0019]在本實施例中,按鍵開關(guān)K未按下時,比較器Ul的反相輸入端c經(jīng)第一電阻Rl與電源Vcc連接,則比較器Ul的反相輸入端c的電壓約為Vcc,比較器Ul的同相輸入端a連接在第二電阻R2和第三電阻R3之間,其電壓由第三電阻R3的分壓所得,表示為Vref =[R3/(R2+R3) IXVcc0根據(jù)上述分析可知,比較器Ul的反相輸入端c的電壓比同相輸入端a的電壓高,則比較器Ul的輸出為低電平,在本實施例中為O。
[0020]參照圖4,圖4為比較器的輸入端及輸出端的電壓波形圖。當(dāng)按下按鍵開關(guān)K時,按鍵開關(guān)K由斷開到閉合,此時,比較器Ul的反相輸入端C經(jīng)按鍵開關(guān)K接地,電壓值瞬間拉低。當(dāng)按鍵開關(guān)K短暫的反復(fù)閉合、斷開時,容易造成比較器Ul反相輸入端C的帶毛刺尖峰的電壓。當(dāng)此帶毛刺尖峰的電壓加到比較器Ul反相輸入端C時,若比較器Ul的反相輸入端c的電壓低于比較器Ul同相輸入端a的電壓,則比較器Ul的輸出由低電平瞬間翻轉(zhuǎn)為高電平,如果比較器Ul也由電源Vcc供電,那么比較器Ul的輸出電壓也約為Vcc。而比較器Ul的輸出端b經(jīng)第一電容Cl與比較器Ul的同相輸入端a連接,由于電容具有兩端電壓差不能突變的性質(zhì),所以在第一電容Cl的一端b點電壓由OV瞬間變?yōu)閂cc后,第一電容Cl的另一端a點電壓也必會跟著由原來的Vref抬高至Vcc+Vref,這樣,a、b兩點之間的壓差才能保持為原來的壓差Vab = Vref。由于第二電阻R2和第三電阻R3的存在,a點電壓抬高至Vcc+Vref后,第一電容Cl將通過第二電阻R2、第三電阻R3放電,使得a點電壓緩慢恢復(fù)到原來的電壓Vref。在整個過程中,比較器Ul同相輸入端a的電壓被抬高,使得始終比反相輸入端c的毛刺電壓高,即比較器Ul的同相輸入端a —直比反相輸入端c高,從而比較器Ul的輸出端b —直輸出高電平,將不受按鍵開關(guān)K接觸不良所導(dǎo)致的忽高忽低的毛刺尖峰電壓的干擾,起到了防止按鍵開關(guān)K抖動的作用。
[0021]同樣,當(dāng)釋放按鍵開關(guān)K時,按鍵開關(guān)K由閉合到斷開,此時,按鍵開關(guān)K上也會存在尖峰毛刺電壓。當(dāng)比較器Ul的反相輸入端C的電壓從O上升至剛好大于同相輸入端a端電壓Vref時,貝U比較器Ul的輸出端b電壓由Vcc瞬間翻轉(zhuǎn)為O。由于第一電容Cl兩端的電壓差不能突變,所以第一電容Cl的一端b點的電壓由Ncc瞬間變?yōu)镺后,第一電容Cl的另一端a點的電壓也跟著由原來的Vref拉低到Vref-Vcc,這樣a、b兩點之間的壓差才能保持為原來的壓差Vab = Vref-Vcc。比較器Ul的同相輸入端a的電壓被瞬間拉低到Vref-Vcc后,由于第二電阻R2和第三電阻R3的存在,第一電容Cl將通過第二電阻R2、第三電阻R3充電,緩慢恢復(fù)到原來的電壓Vref。在整個過程中,比較器Ul同相輸入端a的電壓被拉低,甚至出現(xiàn)負電壓波形,使得始終比反相輸入端c的毛刺電壓低,即比較器Ul的同相輸入端a —直比反相輸入端c低,從而,比較器Ul的輸出端b —直穩(wěn)定為O輸出,不受按鍵開關(guān)K接觸不良所導(dǎo)致的忽高忽低的毛刺尖峰電壓的干擾,起到了防止按鍵開關(guān)K抖動的作用。
[0022]按鍵開關(guān)K在按下和釋放時的防抖過程,利用第二電阻R2、第三電阻R3對第一電容Cl的充放電原理,來抬高或者拉低比較器Ul的同相輸入端a的電壓Vref,使得比較器Ul的輸出端b保持穩(wěn)定,從而最終得到的比較器Ul的輸出端b的電壓波形的上升沿、下降沿陡峭;該輸出端b的電壓傳輸至主板上的CPU的輸入端,適應(yīng)CPU的處理要求。按鍵防抖電路的防抖能力取決于第二電阻R2、第三電阻R3和第一電容Cl的所構(gòu)成的RC常數(shù)和由第二電阻R2、第三電阻R3分壓所決定的Vref大小,實際應(yīng)用時,可以調(diào)整第一電容Cl的容值及第二電阻R2、第三電阻R3的阻值,以適應(yīng)不同的防抖要求,在此不作進一步的限定。
[0023]本實用新型還提供一種電子裝置,該電子裝置包括本體、設(shè)置于本體內(nèi)部的主板200及與所述主板200電連接的按鍵防抖電路,所述主板200包括CPU,所述按鍵防抖電路的比較器Ul的輸出端與所述CPU的輸入端連接;該按鍵防抖電路的結(jié)構(gòu)、工作原理以及所帶來的有益效果均參照上述實施例的描述,在此不再贅述。
[0024]以上僅為本實用新型的優(yōu)選實施例,并非因此限制本實用新型的專利范圍,凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換,或直接或間接運用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】,均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種按鍵防抖電路,連接電子裝置的主板的CPU,其特征在于,所述按鍵防抖電路包括按鍵開關(guān)、第一電阻、用于根據(jù)所述按鍵開關(guān)的狀態(tài)輸出穩(wěn)定的高電平信號或低電平信號至所述CPU的比較器、以及用于為所述比較器提供基準(zhǔn)值的基準(zhǔn)電壓提供單元;所述按鍵開關(guān)的一端經(jīng)第一電阻與電源連接,所述按鍵開關(guān)的另一端接地;所述比較器的反相輸入端與所述第一電阻及按鍵開關(guān)的公共端連接;所述比較器的同相輸入端與所述基準(zhǔn)電壓提供單元的輸出端連接,所述比較器的輸出端連接至所述主板的CPU的輸入端。
2.如權(quán)利要求1所述的按鍵防抖電路,其特征在于,所述基準(zhǔn)電壓提供單元包括第二電阻及第三電阻,所述第二電阻的一端與電源連接,所述第二電阻的另一端與第三電阻的一端連接,所述第三電阻的另一端接地;所述第二電阻與第三電阻的公共端作為所述基準(zhǔn)提供單元的輸出端與所述比較器的同相輸入端連接。
3.如權(quán)利要求1所述的按鍵防抖電路,其特征在于,所述按鍵防抖電路還包括第一電容,所述第一電容的一端與所述比較器的同相輸入端連接,所述第一電容的另一端與所述比較器的輸出端連接。
4.一種電子裝置,其特征在于,所述電子裝置包括本體、設(shè)置于本體內(nèi)部的主板及與所述主板的CPU電連接的按鍵防抖電路,所述按鍵防抖電路包括按鍵開關(guān)、第一電阻、用于根據(jù)所述按鍵開關(guān)的狀態(tài)輸出穩(wěn)定的高電平信號或低電平信號至所述CPU的比較器、以及用于為所述比較器提供基準(zhǔn)值的基準(zhǔn)電壓提供單元;所述按鍵開關(guān)的一端經(jīng)第一電阻與電源連接,所述按鍵開關(guān)的另一端接地;所述比較器的反相輸入端與所述第一電阻及按鍵開關(guān)的公共端連接;所述比較器的同相輸入端與所述基準(zhǔn)電壓提供單元的輸出端連接,所述比較器的輸出端連接至所述主板的CPU的輸入端。
5.如權(quán)利要求4所述的電子裝置,其特征在于,所述基準(zhǔn)電壓提供單元包括第二電阻及第三電阻,所述第二電阻的一端與電源連接,另一端與第三電阻的一端連接;所述第三電阻的另一端接地;所述第二電阻與第三電阻的公共端作為所述基準(zhǔn)提供單元的輸出端與所述比較器的同相輸入端連接。
6.如權(quán)利要求4所述的電子裝置,其特征在于,所述按鍵防抖電路還包括第一電容,所述第一電容的一端與所述比較器的同相輸入端連接,所述第一電容的另一端與所述比較器的輸出端連接。
【文檔編號】H03K17/96GK204180043SQ201420645739
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】賀順亮 申請人:深圳Tcl數(shù)字技術(shù)有限公司