按键信号转换电路及按键控制系统的制作方法

本实用新型涉及电路设计领域，特别是涉及一种按键信号转换电路及按键控制系统。

背景技术：

在电子芯片中，控制电路通过不同电平的信号组合传递不同的控制指令，由此可在电子电路内部实现高效、高准确性的自动控制。当芯片内部控制需要与外部控制结合时，需要通过外部控制装置获取一个控制信号，通过对该控制信号的转换得到芯片内部电路可识别的控制指令。

控制装置以按键为例，当通过多个按键实现不同的控制指令时，芯片需要设置多个端口与外部按键连接以获得一一对应的控制信号，进而实现识别。由于一个外部控制信号对应一个端口，导致芯片的io端口增加，若在相同表面积的芯片上设置io则会增加io的设计难度，若增大芯片表面积则不利于小型化，且两种情况均存在成本增大的问题。

因此，如何减少io端口，进而降低成本，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种按键信号转换电路及按键控制系统，用于解决现有技术中芯片io端口多，成本高等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种按键信号转换电路，所述按键信号转换电路至少包括：

输入级模块，一个输入输出端分别连接n个外部按键，基于不同的按键导通状态产生不同的按键输入电压；

参考电压设置模块，连接电源电压，通过分压获得n个参考电压；

比较模块，连接所述输入级模块及所述参考电压设置模块的输出端，将所述按键输入电压与各参考电压比较，以得到与导通按键对应的控制信号；

其中，n为大于1的自然数。

可选地，所述输入级模块包括第一电阻及第二电阻，所述第一电阻的一端连接所述电源电压，另一端连接所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端接地，所述第一电阻与所述第二电阻的连接节点连接外部按键及所述比较模块。

可选地，所述参考电压设置模块至少包括n+1个分压电阻，各分压电阻串联于所述电源电压与地之间。

可选地，所述比较模块包括n个比较器，各比较器的第一输入端连接所述按键输入电压，第二输入端分别连接一参考电压，输出n位数字控制信号。

更可选地，所述按键信号转换电路还包括pmos管，所述pmos管的源极连接所述电源电压，漏极连接所述输入级模块及所述参考电压设置模块的电源输入端，栅极连接使能信号。

更可选地，所述按键信号转换电路还包括nmos管，所述nmos管的源极接地，漏极连接所述输入级模块的接地端，栅极连接所述使能信号的反信号。

更可选地，所述使能信号还连接所述比较模块，控制所述比较模块在所述电源电压断开时不工作。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型还提供一种按键控制系统，所述按键控制系统至少包括：

上述按键信号转换电路；

n个按键，各按键的一端连接所述按键信号转换电路的输入输出端，另一端分别连接一对应电平。

可选地，所述对应电平包括电源电平、所述电源电平的分压电平或地电平的任意组合。

更可选地，所述按键控制系统包括4个按键；其中，第一按键的一端连接电源电压，另一端连接所述按键信号转换电路的输入输出端；第二按键的一端经由第三电阻连接所述电源电压，另一端连接所述按键信号转换电路的输入输出端；第三按键的一端经由第四电阻接地，另一端连接所述按键信号转换电路的输入输出端；第四按键的一端接地，另一端连接所述按键信号转换电路的输入输出端。

如上所述，本实用新型的按键信号转换电路及按键控制系统，具有以下有益效果：

本实用新型的按键信号转换电路及按键控制系统只需要一个io端口，连接多个按键并对输入信号进行转化，得到与导通按键对应的控制信号，由此可将连接io的端口减少至最少，大大减小芯片体积及成本。

附图说明

图1显示为本实用新型的按键信号转换电路的结构示意图。

图2显示为本实用新型的按键控制系统的结构示意图。

元件标号说明

1按键信号转换电路

11输入级模块

12参考电压设置模块

13比较模块

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1～图2。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种按键信号转换电路1，所述按键信号转换电路1包括：

输入级模块11，参考电压设置模块12及比较模块13。

如图1所示，所述输入级模块11的一个输入输出端io分别连接n个外部按键，基于不同的按键导通状态产生不同的按键输入电压，其中，n为大于1的自然数。

具体地，在本实施例中，所述输入级模块11包括第一电阻r1及第二电阻r2。所述第一电阻r1的一端连接所述电源电压，另一端连接所述第二电阻r2的一端，所述第二电阻r2的另一端接地，所述第一电阻r1与所述第二电阻r2的连接节点连接外部按键及所述比较模块13。在本实施例中，所述第一电阻r1的阻值等于所述第二电阻r2的阻值，在实际使用中，不限于本实施例。

具体地，在本实施例中，外部按键的数量n设定为4个，在实际使用中可根据需要设定外部按键的数量，不以本实施例为限。

需要说明的是，所述输入级模块11的具体结构可根据实际需要进行设定，不以本实施例为限，任意可为按键提供电源到地通路的结构均适用于本实用新型，在此不一一赘述。

如图1所示，所述参考电压设置模块12连接电源电压，通过分压获得n个参考电压。

具体地，在本实施例中，所述参考电压设置模块12包括5个分压电阻，分别为第一分压电阻r1、第二分压电阻r2、第三分压电阻r3、第四分压电阻r4及第五分压电阻r5，各分压电阻串联于所述电源电压与地之间。所述第一分压电阻r1与所述第二分压电阻r2的连接节点输出第一参考电压，所述第二分压电阻r2与所述第三分压电阻r3的连接节点输出第二参考电压，所述第三分压电阻r3与所述第四分压电阻r4的连接节点输出第三参考电压，所述第四分压电阻r4与所述第五分压电阻r5的连接节点输出第四参考电压。

需要说明的是，所述参考电压设置模块12中电阻的数量不少于n+1个，任意分压电阻可替换为电阻的串联、并联或串并联结构，在此不一一赘述。所述参考电压设置模块12的结构也不限于电阻分压结构，可通过基准电压产生电路分别产生各参考电压，任意可产生参考电压的电路结构均适用于本实用新型，在此不一一赘述。

如图1所示，所述比较模块13连接所述输入级模块11及所述参考电压设置模块12的输出端，将所述按键输入电压与各参考电压比较，以得到与导通按键对应的控制信号。

具体地，在本实施例中，所述比较模块13包括4个比较器，分比为第一比较器cmp1、第二比较器cmp2、第三比较器cmp3及第四比较器cmp4。所述第一比较器cmp1的正相输入端连接所述按键输入电压，反相输入端连接所述第一参考电压，输出第一控制信号y1；所述第二比较器cmp2的正相输入端连接所述按键输入电压，反相输入端连接所述第二参考电压，输出第二控制信号y2；所述第三比较器cmp3的正相输入端连接所述按键输入电压，反相输入端连接所述第三参考电压，输出第三控制信号y3；所述第四比较器cmp4的正相输入端连接所述按键输入电压，反相输入端连接所述第四参考电压，输出第四控制信号y4。所述第一控制信号y1、所述第二控制信号y2、所述第三控制信号y3及所述第四控制信号y4组成一组4位的数字信号。

需要说明的是，各比较器的输入信号与输入端的极性可互换，能得到多组不同的控制信号即可，不以本实施例为限。

如图1所示，作为本实用新型的一种实现方式，所述按键信号转换电路1还包括pmos管q1，所述pmos管q1的源极连接所述电源电压，漏极连接所述输入级模块11及所述参考电压设置模块12的电源输入端(即，所述第一电阻r1及所述第一分压电阻r1连接电源的一端)，栅极连接使能信号enb。在本实施例中，所述使能信号enb为低电平时所述pmos管q1导通。进一步地，所述按键信号转换电路1还包括nmos管q2，所述nmos管q2的源极接地，漏极连接所述输入级模块11的接地端(即所述第二电阻r2接地的一端)，栅极连接所述使能信号enb的反信号。在本实施例中，所述使能信号enb的反信号为高电平时所述nmos管q2导通。

如图1所示，作为本实用新型的另一种实现方式，所述使能信号enb还连接所述比较模块13，控制所述比较模块13在所述电源电压断开时不工作。具体地，所述使能信号enb连接各比较器的使能端，当所述使能信号enb为低电平时各比较器工作。

需要说明的是，使能信号enb的引入是为了利用使能占空比以达到减小电路工作电流的目的。

需要说明的是，所述按键信号转换电路1的具体结构可基于外部按键的数量做适应性调整，通过调整输入输出端io两边(即芯片内部和芯片外部)的电阻个数及数值，并相应的增加比较器及分压电阻就可以实现所需个数按键的信号转换功能，在此不一一赘述。

实施例二

如图2所示，本实施例提供一种按键控制系统，所述按键控制系统包括：

按键信号转换电路1及按键。

如图2所示，所述按键信号转换电路1连接各按键。

具体地，所述键信号转换电路1的电路结构如实施例一所述，在此不一一赘述。

如图2所示，各按键的一端连接所述按键信号转换电路1的输入输出端，另一端分别连接一对应电平。

具体地，按键的数量与所述按键信号转换电路的结构有关，在本实施例中，按键的数量n设定为4个，分别为第一按键k1、第二按键k2、第三按键k3及第四按键k4。相应地，所述按键信号转换电路1中参考电压设置模块12包括5个分压电阻，所述按键信号转换电路1中比较模块13包括4个比较器。在实际应用中，可根据按键的数量设置对应的按键信号转换电路，在此不一一赘述。

具体地，各按键连接的电平各不相同，以此在所述按键信号转换电路1内产生不同的按键输入电压。在本实施例中，所述第一按键k1的一端连接电源电压，另一端连接所述按键信号转换电路1的输入输出端io；所述第二按键k2的一端经由第三电阻r3连接电源电压，另一端连接所述按键信号转换电路1的输入输出端io；所述第三按键k3的一端经由第四电阻接地，另一端连接所述按键信号转换电路1的输入输出端io；所述第四按键k4的一端接地，另一端连接所述按键信号转换电路1的输入输出端io；在本实施例中，所述第三电阻r3的阻值等于所述第四电阻r4的阻值，且等于所述第一电阻r1及所述第二电阻r2的阻值，在实际使用中不限。在实际使用中，所述第一按键k1、所述第二按键k2、所述第三按键k3及所述第四按键k4可分别通过一个阻值不同的电阻连接电源电压，或分别通过一个阻值不同的电阻接地，或通过部分阻值相同的电阻连接不同的电位，或直接连接不同电位，在此不一一罗列，能在所述按键信号转换电路1中产生不同的按键输入电压，并得到不同的控制信号即可。

需要说明的是，各按键连接的对应电平包括但不限于电源电平、所述电源电平的分压电平或地电平的任意组合，在此不一一赘述。

下面说明所述按键信号转换电路1及所述按键控制系统的工作原理：

所述使能信号enb为低电平，所述按键信号转换电路1开始工作。

当所述第一按键k1被按下，其余按键释放时，电流经由所述第一按键k1、所述第二电阻r2及所述nmos管q2入地，并于所述第一电阻r1与所述第二电阻r2的连接节点产生第一按键输入电压，所述第一按键输入电压大于所述第一参考电压、所述第二参考电压、所述第三参考电压及所述第四参考电压，因此，输出控制信号y1y2y3y4为1111。

当所述第二按键k2被按下，其余按键释放时，一路电流经由所述第三电阻r3、所述第二按键k2、所述第二电阻r2及所述nmos管q2入地；另一路电流经由所述pmos管q1、所述第一电阻r1、所述第二电阻r2及所述nmos管q2入地；并于所述第一电阻r1与所述第二电阻r2的连接节点产生第二按键输入电压，所述第二按键输入电压小于所述第一参考电压，大于所述第二参考电压、所述第三参考电压及所述第四参考电压，因此，输出控制信号y1y2y3y4为0111。

当所述第三按键k3被按下，其余按键释放时，一路电流经由所述pmos管q1、所述第一电阻r1、所述第三按键k3及所述第四电阻r4入地；另一路电流经由所述pmos管q1、所述第一电阻r1、所述第二电阻r2及所述nmos管q2入地；并于所述第一电阻r1与所述第二电阻r2的连接节点产生第三按键输入电压，所述第三按键输入电压小于所述第一参考电压、所述第二参考电压及所述第三参考电压，大于所述第四参考电压，因此，输出控制信号y1y2y3y4为0001。

当所述第四按键k4被按下，其余按键释放时，电流经由所述pmos管q1、所述第一电阻r1及所述第四按键k3入地，并于所述第一电阻r1与所述第二电阻r2的连接节点产生第四按键输入电压，所述第四按键输入电压小于所述第一参考电压、所述第二参考电压、所述第三参考电压及所述第四参考电压，因此，输出控制信号y1y2y3y4为0000。

如下表所示：

其中，控制信号0011未使用，在实际应用中可根据需要利用4位信号产生的5个控制信号，不以本实施例为限。各按键对应的控制信号的电平也可互换，即第一按键k1对应0000，第二按键k2对应0001，第三按键k1对应0111，第四按键k4对应1111，不限于本实施例所列举。

综上所述，本实用新型提供一种按键信号转换电路及按键控制系统，包括输入级模块，一个输入输出端分别连接n个外部按键，基于不同的按键导通状态产生不同的按键输入电压；参考电压设置模块，连接电源电压，通过分压获得n个参考电压；比较模块，连接所述输入级模块及所述参考电压设置模块的输出端，将所述按键输入电压与各参考电压比较，以得到与导通按键对应的控制信号；其中，n为大于1的自然数。还包括n个按键，各按键的一端连接所述按键信号转换电路的输入输出端，另一端分别连接一对应电平。本实用新型的按键信号转换电路及按键控制系统采用一个io端口连接多个按键，并对输入信号进行转化，得到与导通按键对应的控制信号，由此可将连接io的端口减少至最少，大大减小芯片体积及成本。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。