具有指示燈和按鍵端口復(fù)用的電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種具有指示燈和按鍵端口復(fù)用的電路，包括I/O接口單元、指示燈顯示單元、按鍵開關(guān)單元及電阻單元，指示燈顯示單元為指示燈矩陣陣列，指示燈連接在公共端口與任意一個掃描端口之間，按鍵開關(guān)單元為單排的按鍵陣列，按鍵一端與I/O接口相連，按鍵另一端連接有固定電平，電阻單元串聯(lián)在指示燈顯示單元與按鍵開關(guān)單元之間或串聯(lián)在固定電平與按鍵開關(guān)單元之間。本實用新型的掃描端口復(fù)用了按鍵控制，公共端口也復(fù)用了按鍵控制，并在所有I/O接口之間增加了按鍵掃描控制，有效地利用了公共端口資源，合理優(yōu)化了I/O接口單元的I/O接口布置，提高了I/O接口復(fù)用控制的利用率，以較低的成本實現(xiàn)了按鍵的擴展。
【專利說明】具有指示燈和按鍵端口復(fù)用的電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及指示燈和按鍵復(fù)用控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種具有指示燈和按鍵端口復(fù)用的電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，按鍵和指示燈可以使用有限個I/O接口復(fù)用在一起，通過分時控制指示燈和按鍵，達(dá)到獨立工作互不干擾的目的，上述端口的復(fù)用方式普遍應(yīng)用在各種小家電的控制面板上。但是，控制芯片的I/o接口數(shù)量有限，而指示燈和按鍵的數(shù)量卻隨著產(chǎn)品功能的要求在不斷增長，這些都造成了芯片I/o接口資源的緊缺。若在上述的基礎(chǔ)上還需擴展按鍵或指示燈，只能通過高成本增加芯片I/o接口的數(shù)量來實現(xiàn)。
[0003]例如現(xiàn)有技術(shù)中較成熟的一種電風(fēng)扇控制系統(tǒng)，它包括了各種常見的控制功能，同時還集成了按鍵輸入和指示燈輸出控制等，一般是采用I/o接口復(fù)用的方式來合理利用芯片的I/o接口實現(xiàn)功能控制。假設(shè)它有12個指示燈需要驅(qū)動，同時還有6個按鍵，參照圖1，在現(xiàn)有技術(shù)中一般采用9個I/O接口來實現(xiàn)上述指示燈和按鍵復(fù)用功能，在這9個I/O接口中一般需要3個I/O接口作為公共端口 C0M，4個I/O接口作為掃描端口 SEG，還需要2個I/O接口作為單獨的按鍵檢測端口 ΚΕ?0。同時在每個公共端口 COM與任意掃描端口SEG之間連接指示燈，并分別在4個掃描端口 SEG和2個按鍵檢測端口 ΚΕ?0上連接按鍵，按鍵的另一端通過電阻連接到固定電平V，圖1中固定電平為地。其中，電阻用以維持指示燈兩端電壓差，使按鍵過程中對應(yīng)公共端口和掃描端口之間存在有效壓差，保證指示燈在按鍵過程中能正常顯示。參照圖2，該電路在工作過程中先對所有指示燈進(jìn)行驅(qū)動控制，再進(jìn)行按鍵掃描，以此實現(xiàn)多個指示燈和多個按鍵的控制端口復(fù)用。但是，上述技術(shù)方案如需再次擴展按鍵數(shù)目，往往需要增加額外的按鍵端口 ΚΕ?0，這樣容易造成成本的增加，同時也會增加電路及PCB布板的復(fù)雜性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有指示燈和按鍵復(fù)用電路存在按鍵數(shù)量不易低成本擴展、I/o接口復(fù)用控制成效不高的上述問題，提供了一種I/o接口復(fù)用控制利用率高和實現(xiàn)按鍵數(shù)量低成本擴展的具有指示燈和按鍵端口復(fù)用的電路。
[0005]為解決上述問題，本實用新型的技術(shù)方案是:
[0006]一種具有指示燈和按鍵端口復(fù)用的電路，包括I/O接口單元、指示燈顯示單元、按鍵開關(guān)單元及用于保持指示燈兩端電壓差的電阻單元，I/o接口單元上設(shè)有多個用于驅(qū)動指示燈的I/o接口，I/O接口分為掃描端口和公共端口，指示燈顯示單元上設(shè)有多個指示燈，按鍵開關(guān)單元上設(shè)有多個按鍵，指示燈連接在掃描端口和公共端口之間，所述指示燈顯示單元為指示燈矩陣陣列，指示燈連接在公共端口與任意一個掃描端口之間，所述按鍵開關(guān)單元為單排的按鍵陣列，按鍵一端與I/o接口相連，按鍵另一端連接有固定電平，所述電阻單元串聯(lián)在指示燈顯示單元與按鍵開關(guān)單元之間或串聯(lián)在固定電平與按鍵開關(guān)單元之間。
[0007]相比較于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的具有指示燈和按鍵端口復(fù)用的電路中掃描端口復(fù)用了按鍵控制，公共端口也復(fù)用了按鍵控制，即在掃描端口和公共端口同時復(fù)用控制按鍵，并在所有I/O接口之間增加了按鍵掃描控制，有效地利用了公共端口資源，合理優(yōu)化了I/o接口單元的I/O接口布置，提高了 I/O接口復(fù)用控制的利用率，以較低的成本實現(xiàn)了按鍵的擴展。
[0008]優(yōu)選地,所述與指示燈顯示單元相連的電阻單元為連接在每個I/o接口與按鍵之間的電阻，與固定電平相連的電阻單元為一個共用電阻。共用電阻是限定在兩個按鍵不同時使用的前提下使用，否則容易影響指示燈的驅(qū)動。配備電阻單元合理的電阻值，用以維持與該電阻相連的指示燈兩端電壓差，使按鍵過程中對應(yīng)公共端口和掃描端口之間存在有效壓差，保證指示燈在按鍵過程中能正常顯示。
[0009]優(yōu)選地，所述掃描端口為3個，公共端口為4個，3個掃描端口和4個公共端口上均分別連接有按鍵。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中指示燈和按鍵復(fù)用電路的電路原理圖。
[0011]圖2是現(xiàn)有技術(shù)中指示燈和按鍵復(fù)用電路的工作流程圖。
[0012]圖3是本實用新型具有指TjV燈和按鍵端口復(fù)用的電路的電路原理圖。
[0013]圖4是本實用新型具有指示燈和按鍵端口復(fù)用的電路中按鍵掃描的工作流程圖。
[0014]圖5是本實用新型具有指示燈和按鍵端口復(fù)用的電路中7個I/O接口實現(xiàn)方式的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本實用新型，但本實用新型的保護(hù)范圍并不限于此。
[0016]參照圖3，本實用新型的具有指示燈和按鍵端口復(fù)用的電路包括I/O接口單元
001、指示燈顯示單元002、按鍵開關(guān)單元及用于保持指示燈兩端電壓差的電阻單元，I/O接口單元001、指示燈顯示單元002和按鍵開關(guān)單元順次相連，電阻單元串聯(lián)在指示燈顯示單元002和按鍵開關(guān)單元之間或串聯(lián)在固定電平V和按鍵開關(guān)單元之間。其中，I/O接口單元001上設(shè)有(N+M)個用于驅(qū)動指示燈的I/O接口，I/O接口又細(xì)分為N個掃描端口和M個公共端口，N個掃描端口在圖3中分別表示為SEG1-SEGN，M個公共端口分別為C0M1-C0MM。指示燈顯示單元002上設(shè)有多個指示燈，形成指示燈矩陣陣列，具體連接方式為在每個公共端口與任意一個掃描端口之間均連接有指示燈，即最多可以實現(xiàn)M*N個指示燈的控制。
[0017]按鍵開關(guān)單元上設(shè)有多個按鍵，按鍵開關(guān)單元包括單排的按鍵陣列005。本實施以單排的按鍵陣列005實現(xiàn)最大按鍵數(shù)為例進(jìn)行說明，其中，單排的按鍵陣列005中的按鍵一端與對應(yīng)的I/O接口相連，單排的按鍵陣列005中的按鍵先與掃描端口相連，在掃描端口不夠的情形下使用公共端口，按鍵另一端與固定電平V相連，按鍵在圖中標(biāo)記為Kl-K(N+M)。
[0018]電阻單元為電阻單元003或電阻單元006，電阻單元003串聯(lián)在指示燈顯示單元002與單排的按鍵陣列005之間，電阻單元003為連接在每個I/O接口與按鍵之間的電阻，在圖中標(biāo)識為Rl-R (M+N)。電阻單元006串聯(lián)在固定電平V與單排的按鍵陣列005之間，電阻單元006為一個共用電阻，在圖中標(biāo)記為RO。電阻單元003和電阻單元006中的阻值以保持指示燈兩端電壓差為準(zhǔn)，根據(jù)具體實際設(shè)定合理阻值，如果電阻阻值為零，則表示直接連通，勢必會影響對應(yīng)指示燈的驅(qū)動，配置一定阻值的電阻才能保證指示燈兩端有足夠的壓差，同時確保按鍵時邏輯電平檢測到跳變。一般電阻單元003或電阻單元006不會共同存在。如果不考慮兩個以上按鍵同時按下對指示燈的影響，則僅使用共用電阻RO即可。
[0019]通過上述所述，每個I/O接口都可以分別連接一個按鍵到固定電平V，那最多可支持按鍵數(shù)目為(M+N)，最多使用的電阻為(M+N)個。與現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅掃描端口復(fù)用了按鍵控制，公共端口也復(fù)用了按鍵控制，同時所有I/O接口之間也增加了按鍵掃描控制。
[0020]本實用新型在掃描過程中是通過指示燈和按鍵分時復(fù)用來實現(xiàn)的，復(fù)用的實現(xiàn)基于具有指示燈和按鍵端口復(fù)用的電路，具體包括如下步驟:
[0021]a)指示燈驅(qū)動步驟:參照圖2，指示燈顯示單元002的掃描過程，即指示燈的掃描過程分為M次，每一次對應(yīng)唯——個公共端口，設(shè)此公共端口為C0Mi( i=l?Μ)。在對應(yīng)公共端口 COMi的掃描過程中，該公共端口 COMi輸出第一電平，即處于輸出第一電平狀態(tài)，其它公共端口輸出第二電平，即處于輸出第二電平狀態(tài)，第一電平與第二電平邏輯反向。與公共端口 COMi相連的指示燈另一端的掃描端口若輸出第二電平，則該指示燈亮；否則該指示燈不亮。與其它公共端口相連的指示燈在這一個節(jié)拍均不亮，依次配置所有與指示燈相連的公共端口 COMi，掃描所有指示燈。
[0022]b)按鍵掃描和檢測步驟:參照圖4，指示燈掃描完畢之后，I/O接口單元001控制所有的公共端口和掃描端口均弱驅(qū)動輸出第二電平，所有指示燈均滅掉，開始進(jìn)行按鍵掃描和檢測。配置所有與按鍵相連的I/O接口處于弱驅(qū)動輸出第二電平狀態(tài)，若從任意I/O接口檢測到電平跳變，則表示連接在該I/o接口與固定電平之間的按鍵被按下，并輸出按鍵值；
[0023]c)若所有按鍵均被掃描到，根據(jù)掃描周期返回步驟a，否則返回步驟b繼續(xù)掃描。
[0024]其中，按鍵掃描和按鍵檢測是兩個獨立的進(jìn)程，不管是否有按鍵被檢測到，對應(yīng)的按鍵掃描過程都會依次執(zhí)行。
[0025]下面針對具體指示燈數(shù)量及按鍵數(shù)量詳細(xì)說明本實用新型，參照圖5，本實施例是構(gòu)造某風(fēng)扇控制方案所需的6個按鍵和11個指示燈的具有指示燈和按鍵端口復(fù)用的電路。使用I/O接口為7個，即7個控制端口，其中指示燈公共端口的數(shù)目M=3，掃描端口的數(shù)目N=4，最多可以實現(xiàn)按鍵數(shù)目(M+N)=7。
[0026]該電路包括I/O接口單元001、指示燈顯示單元002、單排的按鍵陣列005和電阻單元，其中電阻單元可以為電阻單元003或電阻單元006，本實施例中，指示燈為發(fā)光LED，按鍵Kl?K7為輕觸按鍵，按下時兩端導(dǎo)通，松開時兩端截止。如需考慮兩個以上的按鍵同時按下不對指示燈顯示產(chǎn)生影響，則采用電阻單元003，即電阻Rl?R7阻值為IOK Ω，RO阻值為O。如只考慮一個按鍵按下不對指示燈顯示產(chǎn)生影響，則采用電阻單元006，即電阻Rl?R7阻值為0，R0阻值為10ΚΩ。該風(fēng)扇控制方案可以去掉上述實施例示意圖中任意一個指示燈，任意一個按鍵及其端電阻以得到6個按鍵和11個指示燈，本實施例的工作過程包括上述所有步驟。
[0027]其中，指示燈為發(fā)光LED，分別為指示燈公共端口共陰極和共陽極接法。共陰極接法中，公共端口接LED的陰極，掃描端口接LED的陽極。共陽極接法中，公共端口接LED的陽極，掃描端口接LED的陰極。任意一個公共端口和任意一個掃描端口之間都可以連接一個LED指示燈，最大支持指示燈數(shù)目為MXN=12。其中，圖5為公共端口共陰極接法，即第一電平為VSS，第二電平為VDD，若為共陽極接法，則第一電平為VDD，第二電平為VSS。本實施例充分利用每一個指示燈控制端口，擴展出最多的按鍵數(shù)目，同時合理使用控制方法，達(dá)到按鍵和指示燈互不干擾的控制目的，且使系統(tǒng)實現(xiàn)成本達(dá)到最小化。
[0028]上述說明中，凡未加特別說明的，均采用現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)手段。
【權(quán)利要求】
1.一種具有指示燈和按鍵端口復(fù)用的電路，包括I/o接口單元、指示燈顯示單元、按鍵開關(guān)單元及用于保持指示燈兩端電壓差的電阻單元，I/o接口單元上設(shè)有多個用于驅(qū)動指示燈的I/o接口，I/O接口分為掃描端口和公共端口，指示燈顯示單元上設(shè)有多個指示燈，按鍵開關(guān)單元上設(shè)有多個按鍵，指示燈連接在掃描端口和公共端口之間，其特征在于，所述指示燈顯示單元為指示燈矩陣陣列，指示燈連接在公共端口與任意一個掃描端口之間，所述按鍵開關(guān)單元為單排的按鍵陣列，按鍵一端與I/o接口相連，按鍵另一端與固定電平相連，所述電阻單元串聯(lián)在指示燈顯示單元與按鍵開關(guān)單元之間或串聯(lián)在固定電平與按鍵開關(guān)單元之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有指示燈和按鍵端口復(fù)用的電路，其特征在于，所述與指示燈顯示單元相連的電阻單元為連接在每個I/o接口與按鍵之間的電阻，與固定電平相連的電阻單元為一個共用電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有指示燈和按鍵端口復(fù)用的電路，其特征在于，所述掃描端口為3個，公共端口為4個，3個掃描端口和4個公共端口上均分別連接有按鍵。
【文檔編號】H03M11/20GK203399090SQ201320377969
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月27日
【發(fā)明者】鄭尊標(biāo), 馮兵 申請人:杭州士蘭微電子股份有限公司