[發明專利]一種矩陣開關控制方法及其控制系統

在審

• 申請號: 201910797617.3
• 申請日: 2019-08-27
• 公開（公告）號: CN110460323A
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 張浩彬;朱輝;胡磊
• 申請（專利權）人: 深圳市邁銘科技有限公司
• 主分類號: H03K17/00
• 分類號: H03K17/00
• 代理公司: 42257 武漢大楚知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 徐員蘭<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明公開了一種矩陣開關控制方法及其控制系統，所述方法包括如下步驟：(1)將M*N的矩陣開關劃分成以A*A大小為單元的矩陣，定義開關單元橫向的開關為行線開關、豎直方向的開關為列線開關，M為行線開關數量、N為列線開關數量，M≥2、N≥2、A≥2；(2)行線開關的選擇使用一個A通道解復用器做選通功能，列線開關的控制采用帶鎖存功能的移位寄存器來設定，移位寄存器通過時序控制將列線開關的控制移位到相應的列。本發明提出的方法，擴展不受限于MCU的IO數量，在不增加MCU IO開銷的前提下可以做到大規模擴展矩陣開關的規模，而且擴展后矩陣開關的尋址規則不需要改變。

技術領域

本發明涉及矩陣開關，具體是一種矩陣開關控制方法及其控制系統。

背景技術

對于M*N的矩陣開關，通常的做法是分別將行線或者列線的開關控制端直接連接到控制器的端口，這種方式控制簡單，但隨著矩陣階數變大，所需的端口數量也會越來越多，當達到一定規模的時候控制器的IO口就不夠用了，不便于擴展，另外，對于開關節點有多個開關器件的時候，不便于尋址與控制；對于圖1所示矩陣，每個開關節點有三個開關器件，采用傳統的控制方式，需要三倍的IO開銷，一般的控制器都難以滿足。

發明內容

本發明的目的在于提供一種矩陣開關控制方法及其控制系統，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種矩陣開關控制方法，包括如下步驟：(1)將M*N的矩陣開關劃分成以A*A大小為單元的矩陣，定義開關單元橫向的開關為行線開關、豎直方向的開關為列線開關，M為行線開關數量、N為列線開關數量，M≥2、N≥2、A≥2；(2)行線開關的選擇使用一個A通道解復用器做選通功能，列線開關的控制采用帶鎖存功能的移位寄存器來設定，移位寄存器通過時序控制將列線開關的控制移位到相應的列。

作為本發明進一步的方案：所述矩陣開關的單個開關節點有三個開關器件，三個開關器件分別為行線開關、列線開關以及連接行線開關和列線開關的跨接開關。

作為本發明進一步的方案：所述矩陣開關的每一行設有三個移位寄存器。

作為本發明進一步的方案：所述矩陣開關節點內開關器件選擇采用3通道解復用器實現。

作為本發明進一步的方案：所述開關包括繼電器、MOS管、IGBT、直流接觸器或者空開。

作為本發明進一步的方案：當所述M和N大于8時，對于行擴展，級聯通道解復用器，對于列擴展，則級聯移位寄存器。

作為本發明進一步的方案：所述矩陣開關的列尋址規則為：定義開關矩陣的左上角為原點，往右為列地址的增長方向，往下為行地址的增長方向，靠近原點為低位，列尋址需要將列開關控制信號由高位到低位以此移入移位寄存器。

作為本發明進一步的方案：對于行數為64的情況，行地址寬度為8，所述矩陣開關的行尋址規則為：Bit 1:0，行內單個開關節點中開關器件的選擇，00：開關器件1；01：開關器件2；10：開關器件3；11：無效；Bit 4:2，8*8單元內行地址選擇，000～111：第1行～第8行，Bit 7:5，以8*8單元矩陣為部件組合的64*64矩陣單元塊選擇，000～111：第1單元塊行～第8單元塊行，隨著行行信號的尋址，行地址寬度也會增加，每增加一級8位解復用器，行地址寬度就會增加3bit。

作為本發明進一步的方案：一種矩陣開關控制系統，包括M*N的矩陣開關，所述M*N的矩陣開關被劃分成以A*A大小為單元的矩陣，定義開關單元橫向的開關為行線開關、豎直方向的開關為列線開關，M為行線開關數量、N為列線開關數量，M≥2、N≥2、A≥2；行線開關的選擇使用一個A通道解復用器做選通，列線開關的控制采用帶鎖存功能的移位寄存器來設定，移位寄存器通過時序控制將列線開關的控制移位到相應的列。