专利名称：一种采用扩展i/o方式的手机全键盘的制作方法
技术领域：
本实用发明涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种通过扩展I/O增加行与列，通过I2C通信协议、中断、扫描算法及映射关系等实现长按，短按及重复按键的手机全键盘。
背景技术：
随着移动通信的不断发展，新功能的设计已成为手机厂商提高自身市场竞争力的强有力手段，同时手机操作的便捷性日渐成为衡量手机的重要指标。近期，一种带有全键盘功能的手机受到了广大用户的青睐。全键盘的最早应用是加拿大RIM公司设计的黑莓手机。全键盘又称全功能键盘，其按键分布与PC机键盘基本相同，主要包括沈个英文字母、数字键、方向控制键、回车键、Ctrl、Alt及符号键等，完全可以实现PC机键盘的功能，方便用户快速的输入操作。因此目前越来越多的手机厂商将全键盘作为设计理念，推出了很多带有全键盘的手机产品。而这些产品的价格一般较高，因为其主 cpu芯片一般为中高档才能满足全键盘矩阵的行和列的需求，以MTK平台为例，MTK6235及其以上才支持全键盘功能。而对于低端的，如MTK6223D，mtk6225等GPIO 口极其有限，无法满足低端市场的全键盘功能需求。针对低端市场，目前市面上设计主要采用两种方案一种采用ADC模拟I/O 口满足 CPU芯片的行列接口的不足，但这种方法比较耗电；一种采用外接全键盘控制器，这样成本较高。
发明内容
针对已有技术存在的不足，本发明的目的在于解决上述问题，并消除上述缺点，在低端平台上，如MTK6223D上，采用低成本的多功能I/O扩展IC，如SN7325，满足全键盘矩阵的行和列的需求，通过I2C通信协议，中断，扫描算法，定时器等实现长按，短按，重复按键等的全键盘。本发明的发明目的是通过如下技术方案实现的一种采用扩展I/O方式的手机全键盘，包括按键中断的处理，全键盘的硬件键位与虚拟键值的映射，按键弹起的检测与处理，长按键、短按键、重复按键的处理，所述的手机的基带芯片如MTK6223D通过I2C通信协议与I/O扩展芯片SN7325进行通信，获取键值；通过映射关系使键值与硬件的行列矩阵值一一对应；通过定时器控制长按，短按及重复按键寸。按键是采用外部中断的方式触发的，其优先级很高，中断到来时会打断所有任务的运行。如果在中断中有太多操作就会影响任务的正常运行，如在播放器中播放音乐时， 按键则会产生咔咔暂停声。为避免此类问题，在按键中断服务函数中，只需产生一个按键事件传给任务，然后在任务中检测到该事件后再进行键值的读取与处理。按下键时，SN7325的中断脚EINTl的电平由高变低。为防止机械的抖动即按键未按到按下的临界区产生的电平不稳定现象，可以通过软件或硬件去除抖动，硬件去抖需增加去抖电路的设计，提高了成本，因此本方案采用软件防抖即当有低电平出现时延时10到 200ms。未有按键时，所有的列即SN7325的PP均置为低电平，所有的行即OD置为高电平， 按键设在行列交叉点上，按下键时，则对应的行被列拉为低电平，按键弹起时，则为高电平。本方案扩展按键有51个，因此需要7*8的矩阵即对应SN7325的PPO PP6与 ODO 0D7。CPU通过I2C读取SN7325寄存器的值，首先从PPO即0列开始，依次扫描DDO DD7即行，扫描行的输入并读取其电平值，而SN7325对于弹起的键，其值均为高电平无法区分。采用j (行)*7+i (列)即从第0行开始标识为0 6，第1行则为7 13，依次则第7 行标志为49 55，可实现硬件行列矩阵与软件虚拟键值表的映射关系。为了方便检测按键按下与弹起的状态，进行如下的转换将对应的51个键分别对应51个二进制位，0 31位保存在变量a中，初始键值a0置为Oxffffffff ；32 51位保存在变量b中，初始键值bO置为Oxffffffff。假如扫描PPl列时0D3行有输入，则表示j*7+i即标志位22为低电平其余位为高电平，键值a为Oxffbfffff，该键弹起时相应的标志位为高电平键值为Oxffffffff ； 假如PP2列0D5行有输入则j*7+i-32即标志位5为低电平其余位为高电平即键值b为 Oxffffffef，该键弹起时相应的位为高电平，键值为Oxffffffff，因此区分不同的键弹起只需与按下的键的标识位的电平值进行比较即可。当键按下时读取键值，会取当前键值与初始键值相对应的标志位的电平值进行比较，若不同则判断该标识位是否输出为低电平，若为低电平则表示键按下；若为高电平则表示键弹起，再将当前键值赋给初始值，并将按键相关信息，如按下或弹起的状态，虚拟的按键值压入到buffer空间，然后发送按键消息处理的命令给UEM层。UEM层接收到该命令后， 通过特定的接口读取buffer中的按键事件的相关信息，直至读取完毕，UEM层才能再响应下一个命令。如果按键事件超过2S则认为是长按键，当键按下时，在task中会启动一个长按键的定时器，当2S后就会超时上报长按键的相关消息，同时开启一个重复按键的定时器，IS 认为是一个重复按键事件，IS时间到会上报一个重复按键事件给UEM层进行处理。当检测到按键弹起时，会关掉相应的定时器。本发明有如下的有益效果电路简单，成本低廉，在扩展电路不使用时会进入省电模式，并且灵活的处理了按键中断对正在运行的任务的影响，通过简单的映射关系实现了硬件行列矩阵与软件虚拟键值的对应，采用巧妙的转换关系实现了按键弹起时的检测与处理。
图1是本发明手机全键盘面板示意图；图2是本发明手机全键盘接口的示意图；图3是本发明手机全键盘矩阵的硬件键位示意图；图4是本发明手机的全键盘硬件键位与虚拟键值映射关系示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明是如何实现的图2示出了 mtli6223D与多功能I/O扩展芯片SN7325连接实现7*8全键盘矩阵的简单示意图，按键处于行与列交叉处，当键按下时，行OD的电平由列PP决定。图1示出了全键盘面板的定义，此外还有三个侧键分别用来调节音量大小和实现 camera 5 會巨。图3示出了本发明全键盘矩阵的硬件键位示意图。当键按下时，映射关系对应输出值为j (行)*7+i (列)，同时可以在task按键的处理中读出其行和列的值。若按图3中全键盘面板最上面左边的键时，键值输出为47，则该键位值标示为S47，对应的行为R0W6， 列为C0L5。这样依次将所有的键分别按下，得到对应的键位值，行和列的值。图4示出了手机的全键盘硬件键位与虚拟键值映射关系，其中位0 51的位置存放的均为虚拟键值和对应的硬件键位标号。硬件键位与虚拟键值的对应过程如下根据图3手机全键盘面板定义可知最上面右边的键用做右软键功能，右软键的虚拟键值定义为 DEV_SK_R,因此R0W5和C0L5中对应的虚拟键值是DEV_SK_R，即键位S40对应虚拟键值DEV_ SK_R。根据图3键盘面板的定义与键位的行列值，可以将虚拟键值与硬件键位一一对应起来。UEM层会将虚拟键值传给应用层，应用层调用相应的函数，实现图3全键盘面板的按键功能。以上的实施例描述了一种低端机的全键盘，将这种低成本的全键盘功能置于低端机中，使低端机的输入变得更加快速，灵活，方便，增强了低端机的市场竞争力。下面从用户使用的角度说明本发明的效果(1)在播放器中播放MP3时或播放FM时，进行按键操作不会对其执行的任务造成干扰。(2)可以进行长按，短按，组合按键及重复按键等的操作，都可以实现。上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现或使用的，本领域普通技术人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
权利要求
1.一种采用扩展I/O方式的手机全键盘，包括按键中断的处理，全键盘的硬件键位与虚拟键值的映射，按键弹起的检测与处理，长按键、短按键、重复按键的处理，其特征在于 所述的在按键中断中只做set事件的动作，按键的处理通过task来完成，避免了按键中断对其他正在运行的task造成干扰。
2.根据权利要求1所述的一种采用扩展I/O方式的手机全键盘，其特征在于所述的按键时，通过制定的j (行)*7+i (列)即从第0行开始标识为0 6，第1行则为7 13， 依次则第7行标志为49 55映射关系输出对应的行、列及硬件键位值，根据手机全键盘面板的定义将虚拟键值与硬件键位一一对应。
3.根据权利要求1所述的一种采用扩展I/O方式的手机全键盘，其特征在于所述的由于扩展I/O芯片SN7325对于弹起的按键不能区分其键位，因此将51个按键分布映射到 51个二进制位，0 31位保存在变量a中，初始键值a0置为Oxffffffff ；32 51位保存在变量b中，初始键值b0置为Oxffffffff，假如扫描PPl列时0D3行有输入，则表示j*7+i 即标志位22为低电平其余位为高电平，键值a为Oxffbfffff，该键弹起时相应的标志位为高电平键值为Oxffffffff ；假如PP2列0D5行有输入则j*7+i-32即标志位5为低电平其余位为高电平即键值b为Oxffffffef，该键弹起时相应的位为高电平，键值为Oxffffffff， 因此，区分不同的键弹起只需与按下的键的标识位的电平值进行比较。
4.根据权利要求1所述的一种采用扩展I/O方式的手机全键盘，其特征在于所述的遵守键按下与弹起一一对应的原则，进行上次按键值与本次按键值标识位的比较进行按键消息的传送，对于长按键和重复按键则通过定时器来区分，并上传不同的按键消息给UEM 层处理。
全文摘要
本发明公开了一种采用扩展I/O方式的手机全键盘，所述的手机的CPU通过I2C，中断与SN7325实现通信，读取键值，通过中断的处理避免了按键时对正在运行的任务造成影响，通过简单的映射关系实现硬件键位与虚拟键值的对应，通过扫描算法，键值的转换，定时器实现长按，短按，重复按键的功能。本发明具有实现简单，省电，成本低廉，操作方便灵活，增强了低端机的市场竞争力。
文档编号H04M1/23GK102299985SQ20101021186
公开日2011年12月28日 申请日期2010年6月25日 优先权日2010年6月25日
发明者李会艳 申请人:上海三旗通信科技有限公司