专利名称：一种按键检测和显示驱动集成电路及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种按键检测和显示驱动集成电路，适用于各种电器设备的按键检测 和显示驱动。本发明还包括该集成电路的控制方法。
背景技术：
现有的控制系统在通用输入输出口线(简称GPI0)较少时，通常只能支持较少的 按键和LED发光管，GPIO利用率较低。例如接有3个GPIO的中央处理器MCU通常只能检 测2-3个按键，驱动2-3个LED发光管，如图1所示，3个GPIO各自独立，1个GPIO连接1 个按键检测电路和1个显示驱动电路。当电路系统较为复杂，需扩展较多的按键和发光管 时，则需相应扩展较多的GPI0，成本较高。
发明内容
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种GPIO相对较少的按键检测和显示驱 动集成电路，本发明的另一个目的在于提供该集成电路的控制方法。为了实现上述目的，本发明包括如下技术特征一种按键检测和显示驱动集成电 路，包括中央处理器MCU、按键检测电路、显示驱动电路和通用输入输出口线GPI0，按键检 测电路与显示驱动电路通过GPIO连接MCU，其特征在于所述按键检测电路与显示驱动电路 复用一个或多个GPI0，连接按键检测电路的GPIO同时作为AD转换端口。进一步的，所述按键检测电路包括若干按键检测模块和两个或两个以上电阻，电 阻相串联后一端与电源相连接，另一端通过GPIO连接MCU ；每两个相邻电阻接点连接按键 检测模块一端，按键检测模块另一端接地。所述按键检测模块包括串联的按键和接地电阻。进一步的，所述显示驱动电路包括若干显示单元和两个控制极性互补的显示驱动 单元Q1、Q2，正极与GPIO相连的显示单元，其负极与Ql集电极相连，负极与GPIO相连的显 示单元，其正极与Q2集电极相连；每两个连接极性相反的显示单元连接同一个GPI0，Q1、Q2 的控制端口与按键检测电路连接同一个GPI0。所述Ql为NPN型三极管；所述Q2为PNP型三极管。或所述显示驱动单元为开关器件。所述显示单元为发光管器件。本发明还包括一种按键检测和显示驱动集成电路的控制方法，通过以下方法和 GPIO的控制逻辑实现a.中央处理器MCU将连接按键检测的GPIO端口设置为输入状态，将端口电压转换 为AD值，从而判断当前按键状态，按键判断完成后进入步骤b。b.中央处理器MCU将连接按键检测的GPIO端口设置为输出状态，分时输出高、低 电平，作为显示驱动单元的的控制信号；显示端口根据实际显示内容，输出相应高、低电平， 从而控制显示单元状态。
本发明解决了一种在GPIO较少情况下增加按键检测数量的识别问题和显示驱动 问题，不需要扩展任何其他器件，可在不影响产品性能的前提下，提高GPIO的使用效率，有 效降低产品成本。本发明的按键扩展性好，理论上可以检测无穷多按键。由于在系统控制 逻辑上，按键检测与显示驱动是采用分时复用的方式，显示管亮度稳定、按键可靠性好，特 别适用于各类低成本、人机交互界面简单的需按键检测和显示电路的电器设备中。
图1为现有按键检测和显示驱动电路的框图。图2为本发明按键检测和显示驱动的电路框图。图3为本发明实施例的电路原理图。图4为现有按键检测和显示驱动电路原理图。图中省略了与本发明无核心关联的其他部件。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步说明。如图2、图3所示，一种按键检测和显示驱动集成电路，包括中央处理器MCU、按键 检测电路1、显示驱动电路2和3个通用输入输出口线GPI0。按键检测电路1包括9个电阻和4个按键，其中，第一电阻Rl、第二电阻R2、第三 电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5串联，第一电阻Rl另一端与按键检测GPIO相连接，第五 电阻R5另一端与电源VCC相连接。第一按键KEYl —端连接第一电阻R1、第二电阻R2的 连接接点，另一端通过第六电阻R6接地；第二按键KEY2 —端连接第二电阻R2、第三电阻R3 的连接接点，另一端通过第七电阻R7接地；第三按键KEY3 —端连接第三电阻R3、第四电阻 R4的连接接点，另一端通过第八电阻R8接地；第四按键KEY4—端连接第四电阻R4、第五电 阻R5的连接接点，另一端通过第九电阻R9接地。显示驱动电路2包括LED发光二极管LED1、LED2、LED3、LED4和控制极性互补的 第一三极管Ql、第二三极管Q2，其中LEDl、LED2正极分别与GPI02、GPI03相连接，负极与 第一三极管Ql集电极相连接；LED3、LED4负极分别与GPI02、GPI03相连接，正极与第二三 极管Q2集电极相连接，第一三极管Q1、第二三极管Q2的控制端口与连接按键检测电路的 GPIOl相连接。按键检测和显示驱动电路的控制方法为首先将系统GPIOl设置为输入状态，将 GPIOl端口电压转换成AD值，并通过延时、去抖等处理，检测当前按键状态；然后，将系统 GPIOl设置为输出状态，输出高电平，GPI02、GPI03根据实际情况，分别输出高或低电平，用 于点亮或不点亮LED1、LED2 ；最后，系统保持GPIOl输出状态不变，并输出低电平，GPI02、 GPI03根据实际情况，分别输出低或高电平，用于点亮或不点亮LED3、LED4 ；这样经过3次分 时复用，完成了一次对所有按键的检测和对所有LED发光二极管的驱动。如图4所示，现有按键检测和显示驱动电路技术，如需设置4个按键和4个LED发 光二极管，则需5个GPI0，本实施例中则只需3个，且理论上可同时扩展无穷多检测按键，大 大提高了 GPIO的利用率。
权利要求
一种按键检测和显示驱动集成电路，包括中央处理器MCU、按键检测电路(1)、显示驱动电路(2)和通用输入输出口线GPIO，按键检测电路与显示驱动电路通过GPIO连接MCU，其特征在于所述按键检测电路与显示驱动电路复用一个或多个GPIO，连接按键检测电路的GPIO同时作为AD转换端口。
2.根据权利要求1所述的按键检测和显示驱动集成电路，其特征在于所述按键检测电 路(1)包括若干按键检测模块(11)和两个或两个以上电阻，电阻相串联后一端与电源相连 接，另一端通过GPIO连接MCU;每两个相邻电阻接点连接按键检测模块(11) 一端，按键检 测模块(11)另一端接地。
3.根据权利要求2所述的按键检测和显示驱动集成电路，其特征在于所述按键检测模 块(11)包括串联的按键和接地电阻。
4.根据权利要求1所述的按键检测和显示驱动集成电路，其特征在于所述显示驱动电 路(2)包括若干显示单元和两个控制极性互补的显示驱动单元Q1、Q2，正极与GPIO相连的 显示单元，其负极与Ql集电极相连，负极与GPIO相连的显示单元，其正极与Q2集电极相 连；每两个连接极性相反的显示单元连接同一个GPIO，QU Q2的控制端口与按键检测电路 连接同一个GPI0。
5.根据权利要求4所述的按键检测和显示驱动集成电路，其特征在于所述Ql为NPN型 三极管；所述Q2为PNP型三极管。
6.根据权利要求4所述的按键检测和显示驱动集成电路，其特征在于所述显示驱动单 元为开关器件。
7.根据权利要求4-6任一项所述的按键检测和显示驱动集成电路，其特征在于所述显 示单元为发光管器件。
8.一种按键检测和显示驱动集成电路的控制方法，其特征在于，基于权利要求1所述 的一种按键检测和显示驱动集成电路，通过以下方法和GPIO的控制逻辑实现a.中央处理器MCU将连接按键检测的GPIO端口设置为输入状态，将端口电压转换为 AD值，从而判断当前按键状态，按键判断完成后进入步骤b。b.中央处理器MCU将连接按键检测的GPIO端口设置为输出状态，分时输出高、低电平， 作为显示驱动单元的的控制信号；显示端口根据实际显示内容，输出相应高、低电平，从而 控制显示单元状态。
全文摘要
本发明涉及一种按键检测和显示驱动集成电路及其控制方法，包括中央处理器MCU、按键检测电路、显示驱动电路和通用输入输出口线GPIO，按键检测电路与显示驱动电路通过GPIO连接MCU，其特征在于所述按键检测电路与显示驱动电路复用一个或多个GPIO，连接按键检测电路的GPIO同时作为AD转换端口。本发明解决了一种在GPIO较少情况下增加按键检测数量的识别问题和显示驱动问题，不需要扩展任何其他器件，可在不影响产品性能的前提下，提高GPIO的使用效率，有效降低产品成本，适用于各类需要按键检测和显示电路的电器设备。
文档编号G01R31/327GK101943742SQ20101023677
公开日2011年1月12日 申请日期2010年7月23日 优先权日2010年7月23日
发明者何前凯, 谢波 申请人:美的集团有限公司