[發(fā)明專利]一種三端輕觸開關(guān)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710421412.6
• 申請(qǐng)日: 2015-05-21
• 公開（公告）號(hào): CN107204766A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶帥;蘭毅;申航;胡再國
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): H03K17/96
• 分類號(hào): H03K17/96
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到一種電路輕觸開關(guān)，用這種輕觸開關(guān)構(gòu)成的矩陣鍵盤的檢測(cè)變得非常簡(jiǎn)單，另外，單片機(jī)只需要通過一個(gè)中斷源和若干個(gè)普通IO口與矩陣鍵盤相連就可以以中斷的方式完成矩陣鍵盤檢測(cè)。

背景技術(shù)

鍵盤是微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)最基本最常見的輸入設(shè)備，一般鍵盤由多個(gè)輕觸開關(guān)構(gòu)成。根據(jù)輕觸開關(guān)的排列方式，鍵盤可以分為線性鍵盤和矩陣鍵盤。在按鍵多的場(chǎng)合，我們常采用矩陣鍵盤，矩陣鍵盤將輕觸開關(guān)排成n行m列，每個(gè)按鍵占據(jù)行列的一個(gè)交點(diǎn)，這樣需要連線的數(shù)目就是n+m，這樣便可檢測(cè)n*m個(gè)輕觸開關(guān)。而傳統(tǒng)的輕觸開關(guān)為兩端式，當(dāng)我們摁住開關(guān)時(shí)，這兩端導(dǎo)通，自然狀態(tài)下兩端為開路，不導(dǎo)通。這種兩端輕觸開關(guān)構(gòu)成的矩陣鍵盤的譯鍵方法常有行掃描法和線反轉(zhuǎn)法，以行掃描法來說，行掃描法需要依次置低矩陣鍵盤行線上的電平，再讀取端口的值以得到被按下按鍵的編碼，這種檢測(cè)方法在程序上較為繁瑣，不夠簡(jiǎn)單，需要經(jīng)過幾個(gè)步驟才能識(shí)別出被按下的輕觸開關(guān)。另外，這些方法需要處理器以查詢的方式對(duì)按鍵掃描檢測(cè)，這就要求處理器不斷讀取IO的電平狀態(tài)，這種按鍵檢測(cè)的方式在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中往往是不適宜的，而且以查詢的工作方式檢測(cè)按鍵就導(dǎo)致CPU無法工作在低功耗模式，會(huì)提高整個(gè)系統(tǒng)的功耗。如果要用中斷的方式檢測(cè)矩陣鍵盤，則需要將行（列）線連接到具有中斷能力的IO口，而對(duì)于某些低端的處理器外部中斷資源是很少的，無法提供足夠的具有中斷能力的IO口。由傳統(tǒng)兩端輕觸開關(guān)構(gòu)成的矩陣鍵盤有這兩大缺點(diǎn)：檢測(cè)不夠簡(jiǎn)單和無法工作以中斷的工作方式完成檢測(cè)。而這兩大缺點(diǎn)是由傳統(tǒng)兩端輕觸開關(guān)的特性所決定的，為了解決克服這些缺點(diǎn)，本發(fā)明從輕觸開關(guān)的結(jié)構(gòu)上提出了一種新的思路。

發(fā)明內(nèi)容

為了簡(jiǎn)化矩陣鍵盤的檢測(cè)，并使單片機(jī)只需要通過一個(gè)中斷源和若干個(gè)普通IO口與矩陣鍵盤相連就可以以中斷的方式完成矩陣鍵盤檢測(cè)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種三端輕觸開關(guān)，其特征是：由三個(gè)接觸端構(gòu)成，自然狀態(tài)下，這三個(gè)端兩兩開路，摁住開關(guān)時(shí)，這三個(gè)端兩兩短路。

鍵盤連接方式：三端輕觸開關(guān)的三個(gè)端是相同的，為便于表述，將三端輕觸開關(guān)的三個(gè)端分別編號(hào)為0、1、2，對(duì)于m*n個(gè)輕觸開關(guān)，將其排列成m行n列，每一行n個(gè)三端輕觸開關(guān)的1端由行線相連，各行分別記為ROW_1~ROW_m，每一列的m個(gè)三端輕觸開關(guān)的0端由列線相連，各列分別記為LINE_1~LINE_n，所有m*n個(gè)輕觸開關(guān)的2端連接到一起記為COM端，所有三端輕觸開關(guān)構(gòu)成了m行n列的矩陣鍵盤。

查詢工作方式：行線ROW_1~ROW_m分別與單片機(jī)IO口相連相連，列線LINE_1~LINE_n分別與單片機(jī)IO口相連，COM端接地；單片機(jī)通過讀取矩陣鍵盤相連的IO口的值得到行線和列線上的電平狀態(tài)，每一個(gè)按鍵被按下都對(duì)應(yīng)唯一的行線和列線上的一個(gè)電平狀態(tài)，所以就可以通過單片機(jī)讀取行線和列線上的電平狀態(tài)來識(shí)別出被按下的按鍵，這就實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)以查詢的工作方式檢測(cè)整個(gè)矩陣鍵盤。

中斷工作方式1：行線ROW_1~ROW_m分別與單片機(jī)IO口相連相連，列線LINE_1~LINE_n分別與單片機(jī)IO口相連，將COM端接到單片機(jī)的外部中斷引腳，接下來以中斷的方式檢測(cè)整個(gè)矩陣鍵盤，將外部中斷設(shè)置為下降沿觸發(fā)，與行線列線相連的IO口設(shè)置為推挽輸出模式并全部輸出低電平，這樣，只要有任意一個(gè)按鍵被按下，COM端電平便會(huì)被拉低，中斷觸發(fā)，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，在中斷服務(wù)程序中，首先將中斷引腳設(shè)置為輸出模式并輸出低電平，再將與行線列線相連的IO口設(shè)置為上拉輸入模式，單片機(jī)再讀取行線列線的值，通過讀取行線列線的電平狀態(tài)便可以識(shí)別出被按下的按鍵，等待按鍵釋放，識(shí)別完成后再將外部中斷設(shè)置為下降沿觸發(fā)，與行線列線相連的IO口設(shè)置為推挽輸出模式并全部輸出低電平，單片機(jī)繼續(xù)等待中斷的來臨，這就實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)以中斷的工作方式檢測(cè)整個(gè)矩陣鍵盤。

中斷工作方式2：行線ROW_1~ROW_m分別與單片機(jī)IO口相連相連，列線LINE_1~LINE_n分別與單片機(jī)IO口相連，每根行線和每根列線都分別連接一個(gè)電阻，所有電阻的另一端連接到高電平；所有行線或者所有列線或者所有行線和列線連接到一個(gè)與門電路的輸入端，與門電路的輸出端連接到單片機(jī)的外部中斷引腳，將外部中斷設(shè)置為下降沿觸發(fā)；將COM端接到低電平；任意一個(gè)按鍵被按下，其中一根行線和一根列線的電平被拉低，與門電路輸出端輸出一個(gè)低電平，中斷觸發(fā)，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，在中斷服務(wù)程序中，利用中斷服務(wù)程序讀取輸入的鍵的位置。