一种A/D式按键电路的制作方法

文档序号:11386630阅读:489来源:国知局

本实用新型涉及模数转换电路领域,涉及一种可以确认按键键值的电路,尤其是一种基于模数转换方式的按键电路;该按键电路的使用能够在I/O口有限的情况下,通过A/D端口简单有效的确认按键键值,并能够适应一定条件的电源环境。



背景技术:

在科技快速发展的时代,各式各样的电子产品逐渐成为了人们的日常生活工具,通常这些电子产品会采用键盘输入各种数据和命令,实现各自的功能。通常实用键盘接口方式有:直接输入、矩阵结构、键盘和显示复用、并行扩展、串口扩充以及用键盘和显示专用控制器件等。但是存在需要占用很多有限的I/O口的问题,为了节约I/O的使用,开始出现使用电阻串并联分压的方式进行I/O口的节省使用,然而在使用电阻串并联分压的方式进行I/O口的节省时,容易存在消耗多余的功耗,电压过大等问题,在便携可移动式电子产品中尤为明显,多余功耗的损失会降低电子产品的有效使用周期,电压多大则容易造成器件的损坏,不仅如此,这种串并联方式的按键电路由于受AD采集电压的最大值影响,不能加载过高电压,所以电路中往往需要匹配一些电源电路来配合按键电路。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于,针对上述电阻串并联分压方式的按键电路存在多余功耗损耗的缺陷问题,电源匹配的问题以及现有的模数转换电路在进行I/O口扩展的时候,容易造成模数转换器损坏的缺陷,提供设计一种A/D式按键电路解决上述技术问题。

本发明的技术方案为:

所述一种A/D式按键电路,其特征在于:包括控制模块、按键电路以及微处理器;

所述按键电路包括N个定值电阻、一个可调数字电位计、N-1个按键;所述N个定值电阻和一个可调数字电位计依次串联在外部供电电源与地之间,相邻两个定值电阻之间接一个按键的一端,所有按键的另一端接按键电路的键值电压输出端;所述按键电路的键值电压输出端连接微处理器的电压采集端;

所述控制模块的电压采集端连接在按键电路定值电阻与可调数字电位计之间;所述控制模块的变阻器输出控制端连接按键电路可调数字电位计的调节端;所述控制模块的外部电源供电端连接外部供电电源;所述控制模块的电源输出端连接微处理器的电源输入端;所述控制模块的使能控制信号端连接微处理器的使能控制信号端,所述控制模块的工作控制信号端连接微处理器的工作控制信号端。

进一步的优选方案,所述一种A/D式按键电路,其特征在于:N个定值电阻的阻值相同。

进一步的优选方案,所述一种A/D式按键电路,其特征在于:可调数字电位计最大阻值大于所有定值电阻的阻值之和。

进一步的优选方案,所述一种A/D式按键电路,其特征在于:一个按键与一个二极管串联后,一端接在相邻两个定值电阻之间,另一端接按键电路的键值电压输出端。

进一步的优选方案,所述一种A/D式按键电路,其特征在于:所述微处理器为单片机,带有AD采集功能。

进一步的优选方案,所述一种A/D式按键电路,其特征在于:所述控制模块能够对按键电路的可调数字电位计进行调节,改变按键电路中N个定值电阻两端电压。

进一步的优选方案,所述一种A/D式按键电路,其特征在于:所述控制模块采用宽电源输入,能够为微处理器供电。

有益效果

本实用新型的有益效果在于,通过控制模块可以自适应一定范围内的外部电源电压,并转换为微处理器可使用电源电压,通过控制模块对按键电路的电压引出点电压的调整,可以使按键电路的按键键值电压与厂家设定好的保持一致,不受外部电源影响,同时节约对微处理器程序调试开发的时间。

数字电位计采用的最大阻值应远大于精密电阻的阻值,在按键电路不使用时,串联电阻电路所消耗的电流很小,起到一定的节能作用。

本实用新型设计原理可靠,结构简单,具有非常广泛的应用前景。

由此可见,本实用新型与现有技术相比,具有实质性特点和进步,其实施的有益效果也是显而易见的。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1为本实用新型提供一种A/D式按键电路的原理框图。

其中,1-控制模块,2-微处理器,3-按键电路。

具体实施方式

本实用新型的目的在于,针对现有电阻串并联分压方式的按键电路存在多余功耗损耗的缺陷问题,电源匹配的问题以及现有的模数转换电路在进行I/O口扩展的时候,容易造成模数转换器损坏的缺陷,提供设计一种A/D式按键电路解决上述技术问题。

A/D式按键电路包括控制模块、按键电路以及微处理器。

所述控制模块包括电压采集端、变阻器输出控制端、外部电源供电端、电源输出端、使能控制信号端和工作控制信号端。所述控制模块的电压采集端连接按键电路电压引出点,所述按键电路电压引出点为大阻值可调数字电位计与定值精密电阻的连接点,所述控制模块的变阻器输出控制端连接按键电路中可调数字电位计的调节端,所述控制模块的外部电源供电端连接外部供电电源,所述控制模块的电源输出端连接微处理器的电源输入端,所述控制模块的使能控制信号端连接微处理器的使能控制信号端,所述控制模块的工作控制信号端连接微处理器的工作控制信号端。

所述按键电路包括外部电源端、数字电位计调节端、电压引出点和键值电压输出端。所述按键电路的外部电源端连接有外部电源,所述按键电路的可调数字电位计调节端连接控制模块的变阻器输出控制端,所述按键电路的电压引出点连接控制模块的电压采集端,所述按键电路的键值电压输出端连接微处理器的电压采集端。所述按键电路内部包含1个数字电位计,4个相同阻值的定值精密电阻,3个轻触按键以及3个二极管。

所述微处理器包括电压采集端、电源输入端、使能控制信号端和工作控制信号端。所述微处理器的电压采集端连接按键电路的键值电压输出端,所述微处理器的电源输入端连接控制模块的电源输出端,所述微处理器的使能控制信号端连接控制模块的使能控制信号端,所述微处理器的工作控制信号端连接控制模块的工作控制信号端。

所述控制模块具有宽电源输入特点,并能为微处理器供电。

所述控制模块可以对按键电路的数字电位计进行调节,并改变按键电路的电压引出点电压,保证按键电路的电压引出点电压与厂家设定的电压值一致。

所述微处理器为单片机,带有AD采集功能;采用单片机作为微处理器,不仅能够有效实现整个控制电路的匹配,而且编程简便、易于开发。

所述按键电路定值精密电阻采用串联式连接。

所述按键电路轻触按键各自接有二极管,并通过二极管另一端连接到键值电压输出端。

所述按键电路轻触按键数量比定值精密电阻数量少一个。

所述按键电路定值精密电阻阻值相同。

所述按键电路可调数字电位计最大阻值大于所有定值精密电阻阻值之和。

下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例是示例性的,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示,本实用新型提供的一种用于适应输入电源电压并确认按键键值的A/D式按键电路,包括控制模块1、微处理器2和按键电路3。

所述的控制模块1包括VIN端、VOUT端、VCC1输入端、VCC1-Control端、work端和OE端;所述的控制模块1的VIN端连接外部电源VCC;所述的控制模块1的VOUT端连接微处理器2的VIN端;所述的控制模块1的VCC1端连接按键电路3的数字电位计R1与精密电阻R2之间;所述的控制模块1的VCC1-Control端连接按键电路3的变阻器R1的调节引脚3;所述的控制模块1的OE端连接微处理器2的OE端;所述的控制模块1的work端连接微处理器2的work端。

所述的微处理器2包括VIN端、OE端、work端和AD端;所述的微处理器2的AD端连接按键电路3的AD引出端。

所述的按键电路3除了与所述的控制模块1和微处理器2相连接外,连接外部电源VCC,与所述的控制模块1的VIN端接入的电源相同。所述的按键电路3内部包含1个数字电位计R1,4个相同阻值的精密电阻R2、R3、R4、R5,3个轻触按键S1、S2、S3以及3个二极管D1、D2、D3。R1的引脚1连接外部电源VCC;R1的引脚2与R2的引脚1相连,并引出VCC1电压采集点;R2、R3、R4、R5采用串联方式连接。R2的引脚2与R3的引脚1连接,同时与S1的引脚1相连;R3的引脚2与R4的引脚1连接,同时与S2的引脚1相连;R4的引脚2与R5的引脚1连接,同时与S3的引脚1相连;R5的引脚2接地;S1的引脚2与D1的正极相连;S2的引脚2与D2的正极相连;S3的引脚2与D3的正极相连;D1、D2、D3的负极共同连接到一点,并通过AD引出端引出到微处理器2的AD端。

通过微处理器2对控制模块1发出OE使能信号以及work工作信号,控制模块1响应信号后,根据VCC1电压值与控制模块1内设电压值进行比较,根据结果通过VCC1-Control端对按键电路3中数字电位计R1进行控制。

由图1可见,微处理器2对控制模块1进行设定,控制模块1采集按键电路3的VCC1电压值并与内部设定好的电压进行比较,根据结果控制按键电路3中的R1数字电位计,从而改变VCC1的电压值,使VCC1电压值达到期望的电压,从而使AD的电压范围处于微处理器2的AD可采集范围,实现对S1、S2、S3按键电压的采集,并转换为按键键值,最终确定按下的按键位置。

本实施例中,所述控制模块1,电源输入VIN端不限定输入电压的大小,可以宽范围供电,有效确保AD按键电路在不同的电源环境下正常工作。

本实施例中,控制模块1根据微处理器2的OE使能信号和work工作信号,对按键电路3中R1与R2间电压进行采集并与内设电压进行比较,由结果对R1进行调节,最终保证VCC1达到控制模块1需要的电压水平。

本实施例中,所述微处理器2为单片机,具有AD采集功能;采用单片机作为微处理器2,不仅能够有效实现整个电路的控制和键值电压采集,而且编程简便、易于开发。

本实施例中,所述按键电路3具有1个数字电位计R1;4个阻值相同的1K电阻,分别为R2、R3、R4和R5;3个按键,分别为S1、S2和S3。由图1可见S1、S2、S3的一端接在同一点并连入微处理器2的AD输入端。

本实施例中,所述VCC为电源电压,不限定输入电压的大小,可以宽范围供电。

本技术方案的原理如下:

电路上电后,微处理器2将VCC电压直接转换为自身需要使用的电源以及微处理器2需要的电源VCC2,并通过微处理器2的VOUT将电源VCC2提供到控制模块1的VIN端;控制模块1未接收到微处理器2的控制信号前将处于待机状态,微处理器2通过OE端向控制模块1发出使能控制信号,控制模块1收到使能控制信号后,对按键电路3中R1和R2的间电压VCC1进行采集,微处理器2通过work端向控制模块1发出工作控制信号,控制模块1收到工作控制信号后,对按键电路3中R1的控制引脚进行反馈,改变R1阻值,使VCC1达到厂家设定好的电压值,这样便保证S1、S2、S3按下时的电压值与厂家设定好的键值电压对应。

控制模块1对按键电路3中的R1调节完毕后,微处理器2进入工作状态,定时采集按键电路3中AD电压值,判断用户是否按下按键,当AD电压值发生改变后,微处理器2将对AD电压值进行判断,并计算出按键键值,从而实现AD式按键电路的功能。

所述的A/D式按键电路关于按键电路3的电压引出点电压调节方法不固定,根据用户对微处理器的编程思路不同,可实现多种调节方式。比如:

1.用户未按下按键时,微处理器2对控制模块1发送使能控制信号和工作控制信号,控制模块1响应后对VCC1电压进行调整,获得需要的电压值。

2.用户按下某一特定按键时,微处理器2对AD值进行采集,并判断电压是否处于设定好的电压值,通过控制模块1对VCC1的调整,最终得到用户设定好的AD值。

本实用新型优选实施例中提供两种调节方式,但本实用新型调节方式并非局限于此。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本实用新型的限制,本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1