[發明專利]I/O接口電路及包含該電路的按鍵掃描裝置及掃描方法

有效

• 申請號: 201210594660.8
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103095308A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 鄭尊標;馮兵
• 申請（專利權）人: 杭州士蘭微電子股份有限公司
• 主分類號: H03M11/20
• 分類號: H03M11/20
• 代理公司: 杭州華知專利事務所 33235
• 代理人: 張德寶

技術領域

本發明涉及鍵盤接口及鍵盤按鍵掃描技術領域，尤其涉及一種I/O接口電路、低功耗按鍵掃描裝置及方法和低功耗動態鍵盤掃描方法。

背景技術

現有產品對整機的功耗要求越來越嚴格，尤其是在整機處于待機狀態時，鍵盤作為整機人機接口的常用部件，其功耗為整機功耗中的一部分，降低鍵盤功耗尤為重要。鍵盤在按鍵掃描時，按鍵一端由按鍵輸出端輸出固定電平，按鍵另一端的按鍵輸入端由上拉或下拉電阻提供一個與前者相反的初始電平，當有按鍵按下時，按鍵輸入端的上拉或下拉狀態被相反的電平驅動，產生電平跳變，由此判斷有按鍵產生。參照圖1，以鍵盤中的按鍵K01′在掃描時為例，按鍵K01′的兩端分別連接有I/O接口P0和I/O接口P1，?I/O接口P0上通過上拉電阻R0′連接有MOS管MP0′，MOS管MP0′的漏極與上拉電阻R0′相連，MOS管MP0′的源極連接有VDD，MOS管MP0′的柵極為控制端，I/O接口P0上還通過MOS管MN0′與GND相連，MOS管MN0′的柵極為控制端；相對應的，I/O接口P1也分別連接有MOS管MP1′、上拉電阻R1′和MOS管MN1′。在單個按鍵檢測時，按鍵K01′的兩端需要配置成邏輯相反的電平，既配置I/O接口P0處于輸出低電平狀態，I/O接口P1處于帶上拉輸入狀態，也可將I/O接口P1和I/O接口P0的狀態對調，當有按鍵按下時，I/O接口P1檢測電平跳變，判斷有按鍵產生，圖1中虛線部分為檢測到按鍵時電流走向。

在按鍵掃描過程中，不可避免需要在按鍵兩端的I/O接口進行輸出狀態和帶相反電平上拉/下拉的輸入狀態之間切換，由于器件封裝以及外部鍵盤連接等因素，每一個I/O接口上都有寄生電容存在，I/O接口的狀態每進行一次電平切換，實際上是VDD通過上拉電阻對I/O接口寄生電容的充電過程，或者是I/O接口寄生電容通過下拉電阻對GND的放電過程。一般上下拉電阻越大，則充放電過程越長，電平切換沿越緩，由此在I/O接口的輸入級CMOS電路上產生的電流也越大，功耗也就越高。但是，為了有效的保證按鍵兩端的電平邏輯相反，上下拉電阻不能設置的太小，而為了減小I/O接口電平切換的時間，上下拉電阻不能設置的太大。現有技術中為了確保按鍵的有效檢測，造成輸入級CMOS電路上的電流較大，使鍵盤在按鍵檢測時的功耗也較高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有I/O接口電路在由輸出狀態切換到輸入狀態時，I/O接口電平狀態切換緩慢、I/O接口輸入級電流大，造成待機時I/O接口狀態切換功耗高的問題，提供了一種I/O接口電平切換迅速、I/O接口輸入級電流小的I/O接口電路、低功耗按鍵掃描裝置、低功耗按鍵掃描方法及低功耗動態鍵盤掃描方法。

為解決上述問題，本發明的一種技術方案是：

一種I/O接口電路，包括與I/O接口相連的輸出狀態控制模塊和第一輸入狀態控制模塊，輸出狀態控制模塊包括順次相連的第一固定電平和第一開關單元，第一開關單元的另一端與I/O接口相連，第一輸入狀態控制模塊包括順次相連的第二固定電平、第二開關單元和第二電阻單元，第二電阻單元的另一端與I/O接口相連，第一開關單元和第二開關單元的控制端連接有用于控制開關單元導通或斷開的開關控制器，第一固定電平與第二固定電平邏輯相反，所述I/O接口電路還連接有第二輸入狀態控制模塊，第二輸入狀態控制模塊設有用于縮短I/O接口電平切換時間的第一電阻單元和第三開關單元，第二固定電平、第三開關單元和第一電阻單元順次相連，第一電阻單元的另一端與I/O接口相連，第三開關單元的控制端與開關控制器相連；開關控制器輸出控制信息控制第一開關單元、第二開關單元和第三開關單元的導通狀態，并分別配置與導通的第一開關單元所在模塊相連的I/O接口為輸出第一固定電平狀態，與導通的第二開關單元所在模塊相連的I/O接口為第一輸入狀態，與導通的第三開關單元所在模塊相連的I/O接口為第二輸入狀態；所述開關控制器至少包括一組控制信息，使處于輸出第一固定電平狀態的I/O接口配置為第二輸入狀態。