键盘编码器的测试装置和测试系统的制作方法

1.本实用新型涉及电子技术领域。更具体地，涉及一种键盘编码器的测试装置和测试系统。


背景技术：

2.编码器芯片是可以将具有特定含义的信息表示为二进制代码的芯片。键盘编码器可以利用芯片的行输入端口和列输入端口的组合，通过接收特定信号、输出二进制信号来模拟键盘的按键位置，因为这种功能的特殊性，对键盘编码器的测试也需要考虑到两种端口的位置组合功能，测试装置与常规编码器的测试装置不同。
3.参见图1所示，传统的键盘编码器测试设备主要由fpga(现场可编程门阵列)和继电器组成，通常以阵列排布的继电器模拟键盘中按键位置，每个继电器具备行位置和列位置，相当于键盘按键位置的行坐标和列坐标，也对应于键盘编码器的行输入端口和列输入端口。在测试时，利用fpga控制继电器阵列中每个继电器的开合，将每个继电器代表的按键位置信号对应输入到键盘编码器的行输入端口和列输入端口，遍历所有继电器则完成对键盘编码器的功能测试。
4.在传统方案中，继电器通常为电磁继电器，利用通电时电磁铁芯与衔铁间产生的磁吸力作用完成吸合。显然，若长时间频繁工作在开合状态，极有可能引起继电器的损坏，进而降低生产效率，增加测试成本和费用，特别是批量生产的键盘编码器在出厂和使用前都需要进行测试，这样会增加继电器的损坏率，测试成本也将显著增加；另外，因继电器阵列占用空间大，对测试设备空间环境条件的要求也较高，从而增加了测试工作的繁复度。
5.因此，需要提供一种对环境、空间条件要求不高且成本较低的键盘编码器的测试装置。


技术实现要素：

6.为了解决以上问题，本实用新型采用下述技术方案：
7.本实用新型第一方面提供了一种键盘编码器的测试装置，包括：
8.译码单元，对接收的测试信号进行译码生成第一信号；
9.选择单元，基于第一信号的控制选通对应的子开关生成行选择信号和列选择信号，以选择键盘编码器的行输入端口和列输入端口实现功能测试。
10.在一些可选的实施例中，译码单元包括至少一个译码器芯片；测试信号为n位二进制信号，译码单元对测试信号进行译码，生成2n位的第一信号，该第一信号中的一位为有效位，其中，n为正整数。
11.在一些可选的实施例中，选择单元包括：并联连接的2n个子开关，
12.选择单元中与第一信号中的有效位对应的子开关导通，生成一对行选择信号和列选择信号，输出至键盘编码器的n个行输入端口之一和n个列输入端之一，以选择一个按键坐标实现功能测试。
13.在一些可选的实施例中，选择单元包括：至少一个双向开关芯片，
14.其中，每个双向开关芯片包括多个子开关，每个子开关包括控制端、第一输出端和第二输出端，控制端接入第一信号中的一位有效位，第一输出端输出行选择信号，第二输出端输出列选择信号。
15.在一些可选的实施例中，译码单元为4线-16线译码器。
16.在一些可选的实施例中，选择单元包括4个双向开关芯片，每个双向开关芯片包括4个子开关。
17.在一些可选的实施例中，译码单元为选自cc4514型芯片、cc4028型芯片、74ls154型芯片、74hc154型芯片和74ls138型芯片中的一个或多个，并且双向开关芯片为选自cc4066型芯片。
18.在一些可选的实施例中，还包括：
19.第一通信接口，用于与测试机台通信，以接收来自测试机台的测试信号；以及
20.第二通信接口，用于与键盘编码器通信，以将行选择信号与列选择信号输出至键盘编码器。
21.本实用新型第二方面提供一种测试系统，包括：测试机台和根据上文所述的键盘编码器的测试装置，
22.测试机台以预定时序向键盘编码器的测试装置输出测试信号，使得键盘编码器的测试装置生成行选择信号和列选择信号，以选择键盘编码器的行输入端口和列输入端口实现功能测试。
23.本实用新型的有益效果如下：
24.本实用新型针对现有的问题，提供一种键盘编码器的测试装置和测试系统。该键盘编码器的测试装置包括译码单元和选择单元，通过译码单元对测试信号进行译码，并且基于译码生成的第一信号、通过选择单元选通对应的子开关，生成对应于键盘编码器的行输入端口和列输入端口的行选择信号和列选择信号，以完成功能测试。译码单元和选择单元的组合集成度高，占用空间小，降低了对测试环境、空间的要求；另外，芯片的工作寿命远高于继电器，从而节约了维护时间和成本，提高了装置可靠性和工作效率。因此该测试装置以及测试系统具有广泛的应用前景。
附图说明
25.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。
26.图1示出现有技术中键盘编码器的测试装置的示意性框图；
27.图2示出本技术实施例的键盘编码器的测试装置的示意性框图；
28.图3示出本技术实施例的测试系统的示意性框图；
29.图4示出本技术实施例的键盘编码器测试装置的示意性电路原理图；
30.图5a和5b示出图4中的译码单元的放大视图及其器件真值表；
31.图6示出图4中的选择单元的示意性结构图；
32.图7示出本实用新型实施例的键盘编码器的器件真值表。
具体实施方式
33.为了更清楚地说明本实用新型，下面结合实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。附图中相似的部件以相同或相似的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。
34.术语“具有”、“含有”、“包括”、“包含”等是开放性的，它们表示所描述的结构，元器件或者特征的存在，但并不排除额外元器件或特征。
35.应理解，说明书中所述的序数词第一、第二等只是为了描述的清楚，而不是为了限制元器件、部件或组件等的顺序，即，描述为第一元器件、部件和组件以及第二元器件、部件或组件也可以表述为第二元器件、部件和组件以及第一元器件、部件或组件。
36.如图2所示，本实用新型的实施例提供了一种键盘编码器的测试装置10，包括：
37.译码单元101，对接收的测试信号进行译码生成第一信号；
38.选择单元103，基于第一信号选通对应的子开关生成行选择信号和列选择信号，以选择键盘编码器的行输入端口和列输入端口，实现功能测试。
39.在本实施例中，键盘编码器的测试装置包括译码单元和选择单元，通过译码单元对测试信号进行译码，并且基于译码生成的第一信号通过选择单元选通对应的子开关，生成对应于键盘编码器的行输入端口和列输入端口的行选择信号和列选择信号来完成功能测试。译码单元和选择单元的组合集成度高，占用空间小，降低了测试的环境要求；另外，芯片的工作寿命远高于继电器，节约维护时间和成本，提高了装置可靠性和工作效率。
40.为了便于理解测试装置的功能和结构，以下结合图3示出的测试系统的整体框图描述键盘编码器的测试装置的应用场景。
41.参照图3所示，测试系统包括键盘编码器的测试装置10和测试机台20。其中，测试机台20可以为本地计算机或者服务器。测试机台20中加载有用于进行测试的插件，该插件在执行时使测试机台20能够以预定时序向键盘编码器的测试装置10发送测试信号。该测试信号的数量通常取决于键盘编码器的测试装置10的译码单元101的输入端的位数。当然，在设计时，译码单元101的输入端的位数实际上取决于键盘编码器30的行输入端口和列输入端口所表示的按键位置的数量，则测试信号的数量实质上取决于键盘编码器30能够表示的按键位置的数量。
42.键盘编码器的测试装置10可以为集成有译码单元101和选择单元103的测试板，比如将译码单元101和选择单元103集成于印刷电路板。此外，除了译码单元101和选择单元103外，测试装置10还可以包括第一通信接口105和第二通信接口107。第一通信接口105可以是一个插座，在测试时通过与测试机台20的插针连接进行通信，第二通信接口107可以为ic紧锁座，在测试时键盘编码器30作为待测芯片可以直接插接到该ic紧锁座中锁紧，从而能够实现键盘编码器的测试装置10与键盘编码器30的通信，将键盘编码器的测试装置10生成的行选择信号和列选择信号传输至键盘编码器30的相应行输入端口和列输入端口。本领域技术人员应理解，本技术并不旨在限制第一通信接口105和第二通信接口107的具体形式、以及第一通信接口105与测试机台20和第二通信接口107与键盘编码器30的具体通信方式，以能够传输测试信号、以及行选择信号和列选择信号为准，在此不再赘述。
43.下面结合具体的示例进一步阐释本技术实施例的键盘编码器的测试装置的结构和功能。
44.参照图4所示，在本示例中，译码单元101为4线-16线译码器，选择单元103为包括4个双向开关芯片。更具体地，在本示例中，该4线-16线译码器为cc4514型芯片，双向开关芯片为cc4066型芯片。
45.需要说明的是，此示例中具体使用的译码器类型以及芯片型号旨在于说明本技术实施例的工作原理，并不旨在对本技术进行限制，实际应用中本领域技术人员可以根据键盘编码器的行输入端口和列输入端口的数量，依照本示例的工作原理和实现方法选择合适的译码器类型并选择具体的芯片型号，本技术不再赘述。
46.结合图5a所示，在本示例中，译码单元101包括4个数据输入端data1、data2、data3和data4；16个，即24个输出端s0、s1、
……
、s14和s15，另外包括禁止端inhibit和电源端v
dd
。参照图5b的器件真值表所示，在禁止端inhibit为低电平0的情况下，该译码单元101有效，数据输入端data4、data3、data2和data1组成4位二进制数“dcba”，基于该4位二进制信号的具体取值，对应的输出端(s0、s1、
……
、s14和s15之一)输出高电平。例如，如图5b所示，当数据输入端data4、data3、data2和data1均输入低电平0时，输出端s0输出高电平1；当数据输入端data4、data3、data2和data1分别输入低电平0、0、0和高电平1时，输出端s1输出高电平1，以此类推，译码单元101实现译码功能。
47.继续参考图4，译码单元101接收4位二进制测试信号，并进行译码生成第一信号，该第一信号包括16位。根据上文所述译码单元101的功能，在测试时，数据输入端data4、data3、data2和data1接收来自测试机台的测试信号，译码单元101对该测试信号进行译码后输出第一信号，其中，仅与测试信号的具体取值相对应的输出端输出高电平。
48.参照图4和图6所示，在该示例中，选择单元103包括4个双向开关芯片103-1、103-2、103-3和103-4，每个双向开关芯片包括4个子开关swa、swb、swc和swd。每个子开关包括控制端、第一输出端和第二输出端，控制端接收第一信号中的一位有效位，第一输出端输出行选择信号，第二输出端输出列选择信号，也就是每个双向开关芯片包括4个控制端controla、controlb、controlc和controld；以及8个输出端i/o。本领域技术人员可以理解，i/o表示该管脚既可以作为输入端使用也可以作为输出端使用，在本技术中仅作为输出端使用，因此本文中称为输出端i/o。
49.结合图6所示，以子开关swb为例，双向开关芯片的管脚5为子开关swb的控制端control b，管脚3和4分别为第一输出端和第二输出端。
50.类似地，双向开关芯片的管脚13对应子开关swa的控制端control a，双向开关芯片的管脚6对应子开关swc的控制端control c，双向开关芯片的管脚12对应子开关swd的控制端control d。参照图4可见，以双向开关芯片103-1为例，译码器单元101的输出端s0、s1、s2和s3分别接入双向开关芯片103-1的控制端control a、control b、control c和control d，以此类推，译码单元101的16个输出端s0至s15分别输入到双向开关芯片103-1至103-4的所有控制端。
51.继续参照图4所示，当键盘编码器30插入作为第二通信接口107的ic紧锁座后，键盘编码器30依照图4所示原理图与选择单元103进行通信。具体地，每个双向开关芯片中的每个子开关的第一输出端和第二输出端分别对应连接至键盘编码器30的一对行输入端口和列输入端口组合。仍以双向开关芯片103-1为例，参照图4所示，双向开关芯片103-1的子开关swa的第一输出端i/o和第二输出端i/o分别连接至键盘编码器30的行输入端口y1和列
输入端口x1，双向开关芯片103-1的子开关swb的第一输出端i/o和第二输出端i/o分别连接至键盘编码器30的行输入端口y1和列输入端口x2，双向开关芯片103-1的子开关swc的第一输出端i/o和第二输出端i/o分别连接至键盘编码器30的行输入端口y1和列输入端口x3，双向开关芯片103-1的子开关swd的第一输出端i/o和第二输出端i/o分别连接至键盘编码器30的行输入端口y1和列输入端口x4。
52.对于每个子开关来说，控制端接入高电平则子开关导通，子开关的两个输出端均输出高电平。因此，子开关的控制端为高电平，则与该子开关对应的一对行输入端口和列输入端口组合被选中。至此，通过双向开关芯片103-1能够实现对键盘编码器30的4个代表按键位置(即y1x1、y1x2、y1x3、y1x4)的输入端组合的选择操作。类似地，参照图4所示，双向开关芯片103-2、103-3和103-4中的每个分别对应一个行输入端口和4个不同列输入端口的组合，因而可以通过4个双向开关芯片cc4066实现对具有4个行输入端口和4个列输入端口的键盘编码器的所有输入组合的选择。
53.值得注意的是，对于双向开关来说，开关导通时通常开关中除控制端之外的两端均为高电平，而二者同时导通才能够实现对一对行输入端口和列输入端口的选择，因此本应用中每个子开关的i/o端的作用是等价的。因而，尽管图4中以管脚3作为第一输出端，管脚4作为第二输出端，但实际应用中也可以将管脚4作为第一输出端且管脚3作第二输出端使用，因而每个双向开关芯片的电路原理图也不必局限于图4中的连接方式，只要4个子开关能够对应4对行输入端口和列输入端口的组合即可，在此不再赘述。
54.需要说明的是，基于以上对cc4066型双向开关芯片的功能描述可知，每个子开关的导通控制是独立的，相当于利用4个双向开关芯片实现对16种行输入端口和列输入端口组合的独立选择，等价于16个子开关并联。因此，原则上，只要能够实现基于控制端选通的、双向开关并联的功能单元均能够作为本技术中的选择单元使用。
55.也就是说，可选地，本示例还可以如下方式实现：选择单元包括并联连接的24个子开关，选择单元中与第一信号中的有效位(高电平)对应的子开关导通生成一对行选择信号和列选择信号输出至键盘编码器的4个行输入端口之一和4个列输入端口之一，以选择一个按键坐标完成功能测试。
56.在测试过程中，继续参照图4所示，假定测试机台向译码单元101输入测试信号为“0001”，图中以加粗的线条强调了测试信号输入的信号通路。由图4可见，当译码单元101接收的测试信号为“0001”时，译码单元101对该测试信号进行译码，得到的第一信号中只有s1对应的位为高电平1，其它位均为低电平0。此时，选择单元103中的双向开关芯片103-1的子开关swb的控制端接收到键盘编码器101的输出端s1对应的高电平信号，即选通子开关swb，其第一输出端和第二输出端分别输出行选择信号和列选择信号至键盘编码器30的行输入端口y1和列输入端口x2。参照图7所示的16键键盘编码器的器件真值表可知，当选择行输入端口y1和列输入端口x2时，器件的正常输出“dcba”应为“0001”，与测试信号一致。此时只要键盘编码器的输出端d、c、b、a输出与测试信号一致的4位二进制数，则器件完成一轮测试。测试机台以预定时序输出全部测试信号，若键盘编码器的每个输出信号均与测试信号一致，则键盘编码器30的功能正常，否则功能不正常。
57.本领域技术人员还可以理解，为了使测试人员便于确定键盘编码器的输出端d、c、b、a的输出结果，还可以在测试装置10上或者在测试装置10外设置指示器，使之显示dcba的
输出值对应的指示数字，或者与dcba的输出值对应数量的指示灯，在此不再赘述。
58.还需要说明的是，以上仅以4线-16线译码器为例给出了具体的原理图和实现方式，且示例中译码单元为cc4514型芯片且选择单元为cc4066型芯片。本领域技术人员应理解，本技术并不旨在限制于此。当译码单元为4线-16线译码器时，译码单元既可以为本技术的一个cc4514型芯片来实现，也可以为一个或多个cc4028型芯片、74ls154型芯片、74hc154型芯片和74ls138型芯片等扩展为4线-16线译码器。此外，译码单元也不限于4线-16线译码器，其具体的类型取决于键盘编码器的行输入端口和列输入端口的组合所表示的键盘按键的数量。本领域技术人员可以合理组合，以能够实现上述译码单元的功能为准，在此不再赘述。
59.以上实施例，通过采用译码单元和选择单元，具体地，译码单元在对测试信号译码后，能够输出与待测键盘编码器的行输入端口和列输入端口的组合数量的最大值对应位数的输出信号，即，若键盘编码器为包括2n对行输入端口和列输入端口组合的器件，则译码单元至少为n线-2n线译码器，选择单元至少包括2n个子开关，且每个子开关在控制端的控制下独立导通，输出一对行选择信号和列选择信号，以选择键盘编码器输出端取值与测试信号的值对应的行输入端口和列输入端口组合，从而仅通过译码单元和选择单元的组合完成对测试信号的转译，从而不必设置继电器阵列来模拟行输入端口和列输入端口表示的按键位置的选择。译码单元和选择单元的组合集成度高，占用空间小，降低了对空间和环境的要求；另外，芯片的工作寿命远高于继电器，节约维护时间和成本，提高了装置可靠性和工作效率，具有广泛的应用前景。
60.下面简单描述基于上文实施例所述的键盘编码器的测试装置的测试方法，包括：
61.按照预定时序向键盘编码器的测试装置输出测试信号，以使所述键盘编码器的测试装置将测试信号译码并生成行选择信号和列选择信号，以选择键盘编码器的行输入端口和列输入端口完成功能测试。
62.其中，本技术并不旨在限制预定时序的具体时间间隔，以可以被数字集成芯片识别的时间间隔为准即可。
63.通过以上设置，在测试机台中设置测试插件，该测试插件在执行时使测试机台能够以预定时序将该测试信号输出至键盘编码器测试装置。测试信号对应于键盘编码器的不同行输入端口和列输入端口的组合代表的二进制信号值，通过该方式能能够利用测试装置实现对键盘编码器的自动测试。当然，上述测试插件也可以替换成其它形式，其最终目的是使测试机台能够以预定时序发出测试信号。
64.基于同一发明构思，如图3所示，本实用新型的实施例还提供一种测试系统，包括：测试机台20和根据上文所述的键盘编码器的测试装置10，
65.测试机台20以预定时序向键盘编码器的测试装置10输出测试信号，使得键盘编码器的测试装置10生成行选择信号和列选择信号，以选择键盘编码器的行输入端口和列输入端口完成功能测试。
66.以上设置，通过提供具有键盘编码器的测试装置和具有测试机台的测试系统，能够以较低成本损耗、环境要求完成对键盘编码器的自动测试，具有广泛的应用前景。
67.本实用新型针对现有的问题，提供一种键盘编码器的测试装置和测试系统。该键盘编码器的测试装置包括译码单元和选择单元，通过译码单元对测试信号进行译码，并且
基于译码生成的第一信号通过选择单元选通对应的子开关，生成对应键盘编码器的行输入端口和列输入端口的行选择信号和列选择信号来完成功能测试，译码单元和选择单元的组合集成度高，占用空间小，降低了对测试空间和环境的要求；另外，芯片的工作寿命远高于继电器，节约维护时间和成本，提高了装置可靠性和工作效率，具有广泛的应用前景。
68.显然，本实用新型的上述实施例仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于本领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。