[實用新型]一種低功耗鍵盤

有效

• 申請號: 201320259965.3
• 申請日: 2013-05-14
• 公開（公告）號: CN203250171U
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 凌云;周維龍;李飛;彭瓊林;陳歡
• 申請（專利權）人: 湖南工業大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種電子產品鍵盤，尤其是一種采用電池供電的電子產品低功耗鍵盤。

背景技術

電池供電的手持式電子產品必須滿足低功耗的設計要求。

遙控器之類的電子設備，只需要在有按鍵按下的情況下才工作，該類電子設備作為用于達到低功耗的一種方法，通常，當沒有按鍵按下時，電子設備處于斷電狀態，不消耗電池電能；按鍵按下的同時，通過電源控制電路將系統電源接通，電子設備上電，再自動檢測按鍵輸入狀態并進行相應的處理。該方法正常工作情況下沒有問題，但當按鍵長期被按下時，長期處于工作狀態的電子設備將很快耗盡電池電能。

如果電子設備不僅僅是在有按鍵按下的情況下才工作，則鍵盤電路的低功耗設計需要采用其他的方法。專利號為CN201210181671.3的發明專利“一種超低功耗的儀器用鍵盤控制器”提出了一種低功耗鍵盤電路以及矩陣結構按鍵陣列掃描軟件流程圖，鍵盤電路采用以行列矩陣形式連接到單片機的輸入/輸出端口，其中行線連接到單片機的端口P0，該端口所有管腳都可以作為單片機的中斷源，任意按鍵都可以觸發單片機進入按鍵掃描中斷服務程序；有按鍵按下時，如何觸發單片機進入按鍵掃描中斷服務程序該專利說明書沒有交待清楚，但從電路結構上看，該行列矩陣鍵盤電路的所有列線與所有行線均接有下拉電阻，行線作為中斷源輸入時，必須使所有列線都為高電平，如此，當有按鍵按下時，相應的行線與列線連接，該行線變成高電平向單片機申請中斷；待機時所有列線必須輸出高電平，每根列線的10kΩ下拉電阻上都長期流過電流，以3V電池供電為例，其鍵盤電路的5根列線就需要長期流過1.5mA電流，鍵盤電路的功耗并不低。即使對電路做出改進，列線的10kΩ下拉電阻增加到100kΩ，150μA的電流也與低功耗單片機活動模式下的功耗相當。

發明內容

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種低功耗鍵盤，降低鍵盤的功耗。

一種低功耗鍵盤，包括控制器單元和矩陣鍵盤單元，控制器單元中嵌入有程控PWM模塊、行線掃描控制模塊、中斷申請模塊，其特征是，包括：

所述的控制器單元可以工作在休眠模式，控制器單元的休眠模式可以由外部中斷喚醒進入活動模式，也可以由片內的定時器中斷喚醒，進入活動模式；

所述的程控PWM模塊由控制器單元控制并可以重復啟動，程控PWM模塊重新啟動時輸出高電平；程控PWM單元輸出的PWM脈沖高電平寬度在20ms～50ms之間；

所述矩陣鍵盤單元的行線連接至行線掃描控制模塊，控制器單元可以通過行線掃描控制模塊將各行線分別控制成高電平、低電平，或者是統一控制成高阻態；

所述矩陣鍵盤單元的行線同時通過二極管受到程控PWM模塊的控制，每一根行線接至一個二極管的陽極，所有二極管的陰極并聯后接至程控PWM模塊的輸出端；

所述矩陣鍵盤單元的列線分別由上拉電阻接到電源+VCC，同時接至控制器單元的中斷申請模塊，該中斷申請模塊同時作為鍵盤掃描時列線鍵值的輸入接口。

低功耗鍵盤的電路工作原理是：

控制器單元控制程控PWM模塊輸出PWM脈沖對矩陣鍵盤單元的鍵盤狀態進行定期采樣后，控制器單元處于休眠模式下。

程控PWM模塊輸出高電平時，不進行鍵盤狀態采樣，矩陣鍵盤單元不消耗電能；程控PWM模塊輸出低電平時，對鍵盤狀態進行采樣，此時如果沒有鍵被按下，矩陣鍵盤單元不消耗電能，也不會提出中斷申請；此時如果有鍵被按下，矩陣鍵盤單元向控制器單元提出中斷申請，控制器單元被喚醒并進入活動模式進行鍵盤掃描定位，確定鍵盤狀態并進行相應的處理，處理完畢，控制器單元再次進入休眠模式。

本實用新型的有益效果是：所述的一種低功耗鍵盤可以用于電池供電的手持式電子產品的鍵盤部分，無論鍵盤處于什么狀態下，鍵盤電路以及對按鍵進行掃描定位的相關控制器平均功耗均極低。

附圖說明

圖1是一種低功耗鍵盤的實施方式結構框圖。

圖2是一種低功耗鍵盤的程序流程圖。

具體實施方式

下面將結合說明書附圖對本實用新型具體實施方式作具體說明。

見圖1，本實用新型實施方式由控制器單元10和矩陣鍵盤單元20組成。

實施方式中的控制器單元10是可以工作在休眠模式的單片機，該單片機可以由外部中斷和片內的定時器中斷喚醒，進入活動模式。MSP430單片機滿足實施方式中單片機的要求。