一種矩陣式鍵盤掃描及編碼電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型設及一種鍵盤的掃描電路，尤其是一種矩陣式鍵盤掃描及編碼電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著嵌入式技術(shù)的不斷發(fā)展，當前各類電子產(chǎn)品普遍采用微控制器作為控制核 屯、，鍵盤作為主要的輸入設備，得到了廣泛的應用。
[0003] 目前的鍵盤掃描主要由微控制器所控制，需要通過運行微控制器中的程序來進 行，遇到干擾，造成程序飛跑，掃描程序?qū)⒉荒苷９ぷ鳌?br>[0004] 申請?zhí)枮镃N201010153560.2的發(fā)明專利"一種矩陣鍵盤的快速掃描定位方法"采 用鍵盤中斷觸發(fā)的方式進入鍵盤的掃描定位過程，采用多次重復鍵盤掃描步驟的方法判斷 按鍵是否有效，并對所獲得的鍵值進行狀態(tài)判斷；如果多次采樣狀態(tài)相同，則處于穩(wěn)定狀 態(tài)，鍵值有效;如果多次采樣狀態(tài)不同，鍵值無效。單鍵操作或組合鍵操作需要單獨判斷，如 是單鍵操作，則進入單鍵處理模式;如是組合鍵操作，則進入組合鍵處理模式。該專利所述 方法解決了由于鍵盤自身的機械特性造成的鍵盤抖動而引起錯鍵、連續(xù)觸鍵等錯誤問題， W及對組合鍵和重復按鍵的支持問題。但所述方法單鍵操作與組合鍵操作需要分別處理； 沒有考慮鍵盤狀態(tài)維持一段時間到后才執(zhí)行有效操作的鍵盤操作功能;增減按鍵操作功能 或者是調(diào)整按鍵操作功能時，需要修改鍵盤掃描定位程序結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決現(xiàn)有鍵盤掃描定位方法存在的上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種矩 陣式鍵盤掃描及編碼電路，由矩陣式鍵盤、第一緩沖寄存器、第二緩沖寄存器、狀態(tài)碼寄存 器、編碼器、數(shù)據(jù)組合單元組成。
[0006] 所述一種矩陣式鍵盤掃描及編碼電路由掃描脈沖、時鐘脈沖和取樣脈沖進行同步 控制。
[0007] 所述矩陣式鍵盤共有X行、Y列，設有N位鍵盤狀態(tài)信號輸出端;所述N位鍵盤狀態(tài)信 號為電平信號;所述N=X+Y。
[000引所述第一緩沖寄存器和第二緩沖寄存器均N位二進制寄存器;所述第一緩沖寄存 器的N位數(shù)據(jù)輸入端依次連接至N位鍵盤狀態(tài)信號輸出端;所述第二緩沖寄存器的N位數(shù)據(jù) 輸入端依次連接至N位鍵盤狀態(tài)信號輸出端。
[0009] 所述第一緩沖寄存器和第二緩沖寄存器的接收脈沖輸入端連接至掃描脈沖。
[0010] 所述數(shù)據(jù)組合單元設有第一路N位數(shù)據(jù)輸入端、第二路N位數(shù)據(jù)輸入端和2 X N位數(shù) 據(jù)輸出端;所述第一路N位數(shù)據(jù)輸入端依次連接至第一緩沖寄存器的N位數(shù)據(jù)輸出端，第二 路N位數(shù)據(jù)輸入端依次連接至第二緩沖寄存器的N位數(shù)據(jù)輸出端。
[0011] 所述數(shù)據(jù)組合單元還設有數(shù)據(jù)選擇信號端；所述數(shù)據(jù)選擇信號端連接至掃描脈 沖;數(shù)據(jù)組合單元的2 X N位數(shù)據(jù)輸出中，所述掃描脈沖為低電平時，第一路N位數(shù)據(jù)在前，第 二路N位數(shù)據(jù)在后;所述掃描脈沖為高電平時，第一路N位數(shù)據(jù)在后，第二路N位數(shù)據(jù)在前;或 者是，數(shù)據(jù)組合單元的2XN位數(shù)據(jù)輸出中，所述掃描脈沖為低電平時，第一路N位數(shù)據(jù)在后， 第二路N位數(shù)據(jù)在前;所述掃描脈沖為高電平時，第一路N位數(shù)據(jù)在前，第二路N位數(shù)據(jù)在后。
[0012] 所述狀態(tài)碼寄存器為2 X N位二進制寄存器;狀態(tài)碼寄存器的2 X N位數(shù)據(jù)輸入端連 接至數(shù)據(jù)組合單元的2XN位數(shù)據(jù)輸出端。
[0013] 所述狀態(tài)碼寄存器的接收脈沖輸入端連接至時鐘脈沖;所述矩陣式鍵盤由取樣脈 沖控制獲取N位鍵盤狀態(tài)信號；
[0014] 所述編碼器有2XN位編碼輸入端，所述2XN位編碼輸入端連接至狀態(tài)碼寄存器的 2 X N位數(shù)據(jù)輸出端。
[0015] 所述時鐘脈沖的周期為20~looms;所述掃描脈沖為時鐘脈沖的二分頻信號;所述 取樣脈沖的周期不大于所述時鐘脈沖的周期。
[0016] 所述時鐘脈沖控制掃描脈沖翻轉(zhuǎn)的無效觸發(fā)邊沿稱為狀態(tài)鎖存沿;所述狀態(tài)碼寄 存器在時鐘脈沖的狀態(tài)鎖存沿進行數(shù)據(jù)鎖存;所述第一緩沖寄存器在掃描脈沖的上升沿進 行數(shù)據(jù)鎖存時，第二緩沖寄存器在掃描脈沖的下降沿進行數(shù)據(jù)鎖存;或者是，所述第一緩沖 寄存器在掃描脈沖的下降沿進行數(shù)據(jù)鎖存時，第二緩沖寄存器在掃描脈沖的上升沿進行數(shù) 據(jù)鎖存。
[0017] 所述狀態(tài)碼寄存器的2XN位數(shù)據(jù)輸出端輸出2XN位的狀態(tài)碼;所述狀態(tài)碼由有效 狀態(tài)碼和無效狀態(tài)碼組成;所述編碼器輸出的鍵號由有效鍵號和無效鍵號組成;所述有效 狀態(tài)碼由有效鍵盤操作或狀態(tài)產(chǎn)生，編碼器輸入每一個有效狀態(tài)碼時對應輸出相應的有效 鍵號;所述無效狀態(tài)碼由無效鍵盤操作或狀態(tài)產(chǎn)生，編碼器輸入所有無效狀態(tài)碼時都對應 輸出無效鍵號。
[0018] 所述編碼器有M位鍵號輸出端，M值的選擇應滿足/大于等于有效鍵號與無效鍵號 的數(shù)量之和。
[0019] 所述一種矩陣式鍵盤掃描及編碼電路還包括鍵盤狀態(tài)變化脈沖產(chǎn)生單元，用于判 斷矩陣式鍵盤輸出的鍵號是否發(fā)生改變，當矩陣式鍵盤輸出的鍵號發(fā)生改變時，輸出鍵盤 狀態(tài)變化脈沖。
[0020] 所述鍵盤狀態(tài)變化脈沖產(chǎn)生單元由M位延遲緩沖器、M個異或口和或口組成;M位延 遲緩沖器用于對矩陣式鍵盤輸出的M位鍵號分別進行信號延遲;M個異或口的輸入分別為M 位延遲緩沖器的輸入、輸出信號;M個異或口的輸出分別連接至或口的輸入端;或口的輸出 端輸出鍵盤狀態(tài)變化脈沖。
[0021] 所述一種矩陣式鍵盤掃描及編碼電路還包括振蕩器;所述振蕩器輸出時鐘脈沖、 掃描脈沖和取樣脈沖。
[0022] 所述矩陣式鍵盤設有取樣脈沖輸入端。
[0023] 所述矩陣式鍵盤由X行-Y列按鍵矩陣、低電平使能有效行S態(tài)緩沖器、高電平使能 有效列=態(tài)緩沖器、下降沿鎖存有效行狀態(tài)寄存器、上升沿鎖存有效列狀態(tài)寄存器組成;所 有按鍵矩陣的行線分別連接至行=態(tài)緩沖器的輸出端，所有按鍵矩陣的列線分別連接至列 =態(tài)緩沖器的輸出端;行=態(tài)緩沖器和列=態(tài)緩沖器的所有輸入端連接至低電平;所有按 鍵矩陣的行線分別連接至行狀態(tài)寄存器的輸入端，所有按鍵矩陣的列線分別連接至列狀態(tài) 寄存器的輸入端;所述行狀態(tài)寄存器的輸出端與列狀態(tài)寄存器的輸出端共同組成鍵盤狀態(tài) 信號輸出端。
[0024] 所述低電平使能有效行S態(tài)緩沖器、高電平使能有效列S態(tài)緩沖器的使能控制輸 入端連接至取樣脈沖;所述下降沿鎖存有效行狀態(tài)寄存器、上升沿鎖存有效列狀態(tài)寄存器 的接收脈沖輸入端連接至取樣脈沖。
[0025] 所述的N位、2XN位、M位均指二進制位數(shù)據(jù)。
[0026] 本實用新型的有益效果是:將對矩陣式鍵盤的單鍵操作、組合鍵操作、鍵盤維持狀 態(tài)操作的定位，由時鐘脈沖、掃描脈沖控制轉(zhuǎn)換成同一二進制長度的狀態(tài)碼，采用統(tǒng)一編碼 的方式進行處理，單鍵操作、組合鍵操作、鍵盤維持狀態(tài)操作僅體現(xiàn)在狀態(tài)碼的不同上;如 果需要增減按鍵操作功能或者是調(diào)整按鍵操作功能，不需要修改鍵盤掃描電路結(jié)構(gòu)，只需 根據(jù)增減后的狀態(tài)碼與鍵號之間的對應關(guān)系更改編碼器、即重新寫入只讀存儲器的存儲內(nèi) 容即可。所述實用新型電路沒有使用單片機、ARM等微控制器，不用運行程序，工作可靠。
【附圖說明】
[0027] 圖1是一種矩陣式鍵盤掃描及編碼電路原理框圖；
[0028] 圖2是本實用新型實施例的矩陣式鍵盤電路圖；
[0029] 圖3是本實用新型實施例的掃描定位電路圖；
[0030] 圖4是本實用新型實施例的數(shù)據(jù)組合單元電路圖；
[0031 ]圖5是本實用新型實施例的時鐘脈沖和掃描脈沖波形圖；
[0032] 圖6是本實用新型實施例的鍵盤狀態(tài)變化脈沖產(chǎn)生單元的電路圖；
[0033] 圖7是本實用新型實施例的鍵盤有效操作的相關(guān)波形示意圖。
【具體實施方式】
[0034] W下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0035] 圖1是一種矩陣式鍵盤掃描及編碼電路原理框圖，由矩陣式鍵盤400、第一緩沖寄 存器101、第二緩沖寄存器102、狀態(tài)碼寄存器200、編碼器300、數(shù)據(jù)組合單元500組成。
[0036] 圖2是本實用新型實施例的矩陣式鍵盤400的電路圖，共有2行、2列，共4個按鍵，由 按鍵Sl、按鍵S2、按鍵S3、按鍵S4和連接至電源+VCC的上拉電阻RU上拉電阻R2、上拉電阻 R3、上拉電阻R4, W及行S態(tài)緩沖器401、列S態(tài)緩沖器402、行狀態(tài)寄存器403、列狀態(tài)寄存 器404組成。行=態(tài)緩沖器401的2個輸出端Y1、Y2分別連接至2根行線，列=態(tài)緩沖器402的2 個輸出端Y3、M分別連接至2根列線;行=態(tài)緩沖器401和列=態(tài)緩沖器402的所有輸入端Xl ~X4連接至低電平。
[0037] 行狀態(tài)寄存器403的2個輸入端D4UD42分別連接至2根行線，列狀態(tài)寄存器404的2 個輸入端D43、D44分別連接至2根列線；行狀態(tài)寄存器403的2個輸出端Q41、Q42輸出行狀態(tài) 信號11、12，列狀態(tài)寄存器404的2個輸出端943、944輸出列狀態(tài)信號13、14;行狀態(tài)寄存器 403