专利名称：校准电阻式阶梯交换矩阵的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及电阻式阶梯交换矩阵(resistive ladder switchingmatrix)。具体地说，本发明涉及在便携式电子装置(诸如，移动电话)中操作键盘用的电阻式阶梯交换矩阵。更具体地说，本发明涉及校准电阻式阶梯交换矩阵以补偿操作参数的各种变化，诸如，将键盘电阻式阶梯连到便携式电子装置中的处理电路的键盘触点的温度和氧化。
相关技术描述在现有技术中已知电阻式阶梯交换矩阵(或网络)，而且一般被用来操作在电子装置中的键盘。在这种系统中，按下按钮完成了在参考电压和地之间的一个或多个电阻的电气连接，从而响应于按下键盘中的每个按钮，在矩阵的输出产生唯一电压。通过监测由阶梯网络输出的电压信号的幅度，微处理器可确定用户在键盘上按下哪个按钮。
由于用由阶梯网络输出的输出信号的幅度来在按下键盘上的不同按钮之间进行区分，所以重要的是适当地校准网络，从而微处理器可适当地将网络输出的每个电压与键盘上的正确按钮相关联。不幸的是，电阻式节气网络的触点的温度和氧化变化将导致响应于按下每个按钮的电压输出偏移。除非做校正以补偿撰写电压偏移，否则微处理器不能正确地确定用户按下哪个按钮。于是，理想的是，有这样的系统，它可用来校准阶梯网络以解释这种电压偏移并保证微处理器将来自阶梯网络的每个输出电压与键盘上的适当按钮相关联。
电子装置(诸如，某些蜂窝电话(称为‘轻弹电话(flip-phone)’))和便携式计算机具有可打开和关闭的可移动盖子。在轻弹电话的情况下，与电阻式阶梯网络一起使用的键盘本身可设置在可移动盖子上，从而键盘是暴露在外的，而且当关闭盖子时它是有源的，而当盖子处于打开状态时它处于“隐藏”和无源状态。如果有这样一种系统，它可用来校准适于与电子装置(诸如，具有可移动盖子的轻弹电话和便携式计算机)一起使用的电阻式阶梯网络，这将是特别理想的。
这些问题和不足已被本发明以下述方法认识到并加以解决。
发明概述本发明是一种用来校准耦合到便携式电子装置中的键盘的电阻式阶梯交换矩阵的方法和装置，其中上述电子装置的外壳带有可处于打开或关闭状态的盖子。通过将盖子从打开状态移到关闭状态，把校准元件的第一触点耦合到参考电压，而且把校准元件的第二触点耦合到地。当将校准元件的第一触点耦合到参考电压而将基本元件的第二触点耦合到地时，确定跨校准元件的校准电阻。当没有按下与键盘相关的按钮时，参考电阻对应于电阻式阶梯交换矩阵的输入阻抗。当盖子处于关闭状态时，根据校准电阻校准来自电阻阶梯交换网络的信号。
附图简述结合附图，从下面的详细描述，本发明的特征、目的和优点将显而易见，其中相同标号作相应表示
图1是示出根据本发明校准电阻式阶梯交换矩阵的系统的方框图。
较佳实施例的详细描述现在，参照图1，示出根据本发明校准电阻式阶梯交换矩阵110的系统100的方框图。在如图1所述的实施例中，本发明用来校准设于移动蜂窝轻弹电话的盖子120上的交换矩阵，虽然熟悉现有技术的人员可理解本发明可用于同样使用打开和关闭的可移动盖子的其它电子装置，诸如便携式计算机。可移动盖子120最好包括键盘而且由机械铰链(未图示)将它轴耦合到轻弹电话的基座(base)130。机械铰链允许盖子120在打开位置和关闭位置之间绕枢轴旋转或自转(pivot or rotate)最好将键盘设置在盖子120的外部，从而键盘向用户暴露，而且当盖子处于关闭状态而且闭合触点140和142时键盘是有源的。
电子触点140和142耦合到可移动盖子120和基座130上的终端144、144a、146和146a，而且触点140和142的相对位置随着可移动盖子120相对应基座130绕枢轴旋转而改变。特别是，当可移动盖子位于它的关闭位置时，两个触点140都电气连接在一起而且两个触点142也电气连接在一起。相反，当可移动盖子处于它的打开位置时，两个触点140相互电气分开，而且将两个触点142相互分开。于是当可移动盖子120移入它的关闭位置时，触点140用于将终端144电气耦合到终端144a，而且当可移动盖子120移入它的关闭位置时，触点142用于将终端146电气耦合到终端146a。当将可移动盖子120旋转到它的打开位置时，触点140是分开的而且触点142也是分开的，从而导致终端144与终端144a断开，而且终端146与终端146a断开。
将在阶梯矩阵110中的开关S1、S2……SN耦合到位于盖子120上的电话键盘上的按钮(未图示)并由它们激励。当可移动盖子120是处于关闭位置时，一旦按下开关S1、S2……SN之一，在阶梯矩阵中的电阻R1、R2……RN之一或多个通过地有选择地耦合到参考电压。于是，当盖子120处于关闭位置时，按下在键盘上的一个按钮将导致向模拟-枢轴变换器150提供并继而向微处理器160提供与按下的按钮相关的唯一电压，根据向微处理器160提供的电压信号的幅度，微处理器识别在键盘上按下的按钮。如在背景技术中所述，作为触点140和142上的温度变化和氧化的结果，这些电压信号的幅度将变化。
本发明还包括校准元件115，它可被建模为电阻(RCAL)(如图1所示)，当盖子120处于关闭位置时，上述电阻具有连接到参考电压的一个终端和连接到地的一个终端。在较佳实施例中，校准元件不对应于如图1所示的物理电阻器，但是当不按下与键盘相关的任何按钮时，简单地表示对应于电阻式阶梯矩阵110的输入阻抗。在其它实施例中，校准元件115还可包括物理电阻器，而且在这些情况下，当没有按下与键盘相关的任何按钮时，校准元件115的全部电阻将等于物理电阻器的电阻加上对应于电阻式阶梯交换矩阵110的输入阻抗的电阻。当盖子120处于它的打开位置而且不激励任何开关S1、S2或S3时，校准元件115向模拟-枢轴变换器150提供电压，而且最后向微处理器160提供电压。通过测量向ADC150提供的电压，微处理器160确定对应于校准元件115的电阻的校准电阻。如下面详细描述，可用该校准电阻的变化来跟踪由于触点140和142的温度变化和氧化导致的随着时间出现在阶梯网络中的变化。由于通过触点140和142分别将校准元件115的终端连接到参考电压和地，所以当盖子处于它的打开位置时，将校准元件115的终端与参考电压和地断开。
在较佳实施例中，当触点140和142是新且干净时(例如，其中设有阶梯交换矩阵的电话或便携式装置是新的)，最初测量校准电阻，而且存储它以便参考(“参考电阻”)。后来，在触点140和142可能变旧、被腐蚀或变脏之后，例如，通过打开盖子120和测量施于ADC150的电压，再次测量校准电阻。之后，校准电阻将对应于参考电阻以及由于触点140和142变旧引起的一些“附加电阻”。通过从存储的参考电阻中减去后来测得的校准电阻，微处理器160可确定由于触点140和142变旧引起的已加入电路的“附加电阻”。在阶梯矩阵的后来操作期间，一旦按下键盘按钮，微处理器160就用该“附加电阻”值调节或校准电阻，以补偿开关触点的温度变化和氧化。在一个实施例中，微处理器160通过首先从与按下键盘按钮相关的测定电阻中减去“附加电阻”，而且一旦从通过键盘按钮接收到的测定电阻中减去“附加电阻”，微处理器160就通过将调节电阻值与查询表相比，尝试将调节的电阻与在键盘上的特定按钮相关联。
在本发明的一个实施例中，参考电压是3.3V。虽然图1示出校准元件115作为物理电阻器，但是在较佳实施例中，校准元件115的电阻实际上对应于移动电话的所有元件的等效电阻，如在所有开关S1、S2……SN打开的情况下跨终端140和142测定的那样。在该特定实施例中，校准元件的等效电阻(RCAL)大约是210KΩ。选择在该实施例中R1至RN的值与ADC150的能力相兼容以在电压电平之间进行区分，同时保持这些值与剩余电话电路相兼容。在一个特定实施例中，R1是1KΩ，R20(RN)是261KΩ，而且R2至R19在这些值之间。应理解，R1至RN和RCAL(等效电阻)可取其它值。此外，熟悉本技术领域的人员应理解，可用当在参考电压和地之间连接时产生校准电压的其它电路元件或布局代替如图1所示的校准元件115。
提供前面对较佳实施例的描述以使得熟悉本技术领域的人员进行或运用本发明。对于熟悉本技术领域的人员而言，对这些实施例的各种变化是显而易见的，而且可将这里所述的一般原理用于其它实施例，而不必进行创造性劳动。于是，本发明并不局限于这里所述的方法和装置，而是与下面的书一致的最宽范围。
权利要求
1.一种校准耦合到具有外壳的便携式电子装置中的键盘的电阻式阶梯交换矩阵的方法，其中所述电子装置的外壳带有定位在打开或关闭状态的盖子，其特征在于，所述方法包括下列步骤通过将盖子从打开状态移到关闭状态，将校准元件的第一触点耦合到参考电压；当将校准元件的第一触点耦合到参考电压而将校准元件的第二触点耦合到地时，确定跨校准元件的校准电阻；和当盖子处于关闭状态时根据校准电阻校准来自所述电阻式阶梯交换网的信号。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当没有按下与键盘相关的任何按钮时，所述校准元件具有对应于所述电阻式阶梯交换矩阵的输入阻抗的电阻。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述校准元件包括电阻器。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述便携式电子装置是移动电话。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，将键盘设在盖子的外部，从而当盖子处于关闭状态时，键盘是暴露的。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括通过将盖子从关闭状态移到打开状态来将校准元件的第一触点与参考电压去耦合的步骤。
7.一种校准耦合到具有外壳的便携式电子装置中的键盘的电阻式阶梯交换矩阵的方法，其中所述电子装置的外壳带有定位在打开或关闭状态的盖子，其特征在于，所述方法包括下列步骤通过将盖子从打开状态移到关闭状态，将校准元件的第一触点耦合到地；当校准元件的第一触点耦合到地而校准元件的第二触点耦合到参考电压时，确定跨校准元件的校准电阻；和当盖子处于关闭状态，根据校准电阻校准来自电阻式阶梯交换网的信号。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，当没有按下与键盘相关的按钮时，所述校准元件具有对应于电阻式阶梯交换矩阵的输入阻抗的电阻。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，校准元件包括电阻器。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述便携式电子装置是移动电话。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，将所述键盘设在盖子的外部，从而当盖子处于关闭状态时，所述键盘是暴露的。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括通过将盖子从关闭状态移到打开状态，将校准元件的第一触点与地去耦合的步骤。
13.一种校准耦合到具有外壳的便携式电子装置中的键盘的电阻式阶梯交换矩阵的方法，其中所述电子装置的外壳带有定位在打开或关闭状态的盖子，其特征在于，所述方法包括下列步骤通过将盖子从打开状态移到关闭状态，将校准元件的第一触点耦合到参考电压而将校准元件的第二触点耦合到地；当将校准元件的第一触点耦合到参考电压而将基准元件的第二触点耦合到地时，确定跨校准元件的校准电阻；和当盖子处于关闭状态时，根据校准电阻校准来自电阻式阶梯交换网的信号。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，当不按下与键盘相关的任何按钮时，所述校准元件具有对应于电阻式阶梯交换矩阵的输入阻抗的电阻。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述校准元件包括电阻器。
16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述便携式电子装置是移动电话。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，将键盘设在盖子的外部，从而当盖子处于关闭状态时键盘是暴露的。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括通过将盖子从关闭状态移到打开状态时，将校准元件的第一触点与参考电压去耦合和将校准元件的第二触点与地去耦合的步骤。
19.一种用于校准耦合到具有外壳的便携式电子装置中的键盘的电阻式阶梯交换矩阵的装置，其中所述电子装置的外壳带有定位在打开或关闭状态的盖子，其特征在于，所述装置包括校准元件，当盖子处于关闭状态时，具有耦合到参考电压的第一触点和耦合到地的第二触点，其中当盖子处于打开的状态时，第一触点与参考电压分开而第二触点与地分开；微处理器，当盖子处于关闭状态时确定跨校准元件的校准电阻和当盖子处于关闭状态时，根据校准电阻校准来自电阻阶梯交换网的信号。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，当没有按下与键盘相关任何按钮时，校准元件具有对应于电阻式阶梯交换矩阵的输入阻抗的电阻。
21.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述校准元件包括电阻器。
22.如权利要求19所述的装置，其特征在于，便携式电子装置是移动电话。
23.如权利要求22所述的装置，其特征在于，将键盘设在盖子的外部，从而当盖子处于关闭状态时，键盘是暴露的。
24.如权利要求19所述的装置，其特征在于，通过将盖子从关闭状态移到打开状态，所述校准元件的第一触点可与参考电压去耦合，而校准元件的第二触点可与地去耦合。
全文摘要
一种校准耦合到在具有外壳的便携式电子装置中的键盘的电阻式阶梯交换矩阵(110)的方法和装置,其中所述外壳具有位于打开和关闭状态的盖子(120)。通过将盖子(12)从打开状态移到关闭状态,将校准元件(115)的第一触点(140)耦合到参考电压VREF和校准元件的第二触点(142)耦合到地。当校准元件的第一触点(140)耦合到参考电压和校准元件的第二触点(142)耦合到地时,确定跨校准元件(115)的校准电阻。当没有按下与键盘相关的任何按钮时,校准电阻与电阻式阶梯交换矩阵(110)的输入阻抗相对应。当盖子处于关闭状态时,根据校准电阻,校准来自电阻式阶梯交换网(11)的信号。
文档编号G06F3/02GK1342344SQ99815346
公开日2002年3月27日 申请日期1999年11月12日 优先权日1998年11月13日
发明者D·D·克莱克斯顿 申请人:高通股份有限公司