专利名称：一种低成本按键信号采集电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及信号采集装置，尤其涉及一种低成本按键信号采集 电路。
背景技术：
在许多按键信号采集电路中，都需要一个具输入和输出的键盘来实 现按键的功能。在现有技术中，键盘通常为矩阵键盘结构。例如，矩阵
键盘的按键按N行N列排列，最大按键数为NXN，并有N+N个I/0口。
如图1所示，图中显示了以4X4矩阵键盘为例的现有技术中矩阵键 盘的电路图。如图所示，该矩阵键盘由16个按键K1-K16，电阻R1-R8组 成，其需要至少8个I/O 口与芯片连接，即4个输入口和4个输出口。
现有技术中的矩阵键盘存在的问题是端口都是单向输入输出口，所 以在一些应用系统中，当存在对芯片成本，管脚数量以及芯片整体面积 要求比较严格的情况，这种具有单向端口的矩阵键盘仍然需要占用大量 的芯片I/0资源，进而导致芯片管脚增加，封装成本势必增加。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是将现有技术中的矩阵键盘进行改 进，提供出一种低成本按键信号采集电路，用于解决现有技术中占用大 量的芯片I/0资源，导致芯片封装成本较高的问题。
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种低成本按键信号采集电 路，包括矩阵键盘和按键信号采集模块，
所述矩阵键盘包括N个口和1个GND/VDD 口，以及开关元件，所述 N个口都为双向口， N个口中任意两个分别与开关元件的两极连接，以及 N个口与开关元件的一端连接，其另一端都连接到GND/VDD 口。
所述按键信号采集模块包括N个管脚，分别与矩阵键盘的N个口电 性连接，以及包括时钟信号电路。
所述按键信号采集模块中的N个管脚中的每一个都与两个串联的非 门连接后作为与非门的一个输入端，该与非门的另一个输入端连接一个
3非门后再连接该管脚。
所述N为大于零的自然数。 所述开关元件为醒0S管。
所述时钟信号电路进一歩包括内部RC和外部0SC。 本实用新型的有益效果是，将现有技术中的单向口矩阵键盘进行改 变为双向口，其中任意两个口都可以形成一个按键，例如用N+1个口就 可以实现最大按键数为NX (N-l)/2+N，从而在实现相同按键数量的情况 下，利用本实用新型中的矩阵键盘减少了芯片管脚的使用数量，节约了 成本。
上述本实用新型的概要说明不意味着替代每一个实施例的内容，或 者本实用新型的各个方面。其他方面和其他实施例将参考图式并在下文 中详细说明。
图1为以4X4矩阵键盘为例的现有技术中矩阵键盘的电路图。
图2为以8+1个端口为例的本实用新型实施例一种低成本按键采集
电路中矩阵键盘的电路图。
图3为本实用新型实施例一种低成本按键信号采集电路的示意图。 图4为本实用新型实施例一种低成本按键信号采集电路中端口内部
连接的电路图。
图5为本实用新型实施例一种低成本按键信号采集电路待机状态下 端口电平状态的示意图。
图6为本实用新型实施例一种低成本按键信号采集电路有有效键按 下时端口电平状态的示意图。
具体实施方式
本实用新型以8+1个端口为例，说明本实用新型实施例一种低成本按键 采集电路中的矩阵键盘。如图2所示，本实用新型中的按键采集电路采用的 矩阵键盘将端口设置为双向端口，从而任意两个口都可以形成一个按键。
所述矩阵键盘包括8个口 Sl-S8， 1个GND/VDD 口以及由NM0S管形成 的36个按键Keyl-Key36。所述8个口 S卜S8表示与芯片的管脚连接之后处 于芯片内部的端口。本实用新型中的8个口 Sl-S8全都设置为双向口，因此 8个口 Sl-S8中的任意两个口都可以形成28个按键，并且8个口分别与GND/VDD 口再形成8个按键，最大实现按键数为36个。具体电路连接关系 如下，以端口 Sl和S2为例，端口 Sl与丽0S管Keyl的源电极连接，该丽0S 管Keyl的漏电极与端口 S2连接，从而形成按键Keyl的单元键盘电路，依 次类推，最终可以形成由按键Keyl-Key36构成的矩阵键盘电路。
上述的矩阵键盘通常与按键信号采集模块一起构成按键信号采集电 路，应用于对芯片成本，管脚数量和芯片整体面积要求比较严格的系统 芯片中。如图3所示，显示了本实用新型一种低成本按键信号采集电路 的示意图。本实用新型一种低成本按键信号采集电路包括矩阵键盘l 和按键信号采集模块2。其中，所述矩阵键盘1包括8个口和1个GND/VDD 口，以及丽OS管作为的开关元件，所述8个口都为双向口， 8个口中任 意两个分别与开关元件的两极连接，以及8个口与开关元件的一端连接， 其另一端都连接到GND/VDD 口 。
所述按键信号采集模块2包括8个管脚，分别与矩阵键盘的8个口电性 连接，以及进一步包括时钟信号电路。
所述时钟信号电路进一步包括内部RC和外部0SC。
下面参考图4至图6说明按键信号采集电路的工作过程。首先要对矩阵
键盘的端口在与芯片管脚连接之后进行芯片内部处理，从而实现按键信号采
集功能。图4为本实用新型实施例一种低成本按键信号采集电路中端口内部
连接的电路图。如图所示，以端口 Sl为例，端口 Sl与两个串联的非门11， 12
连接后作为与非门13的一个输入端，该与非门13的另一个输入端连接一个
非门14后再连接该端口 Sl。与非门13的输出接信号Keyjn，非门14的输
入接信号scan。其中，信号Key—en和信号scan都为按键信号采集模块2
中的内部信号。信号scan是为管脚提供扫描的信号，而信号Key—en是表示
有有效按键的信号，用于在出现低脉冲的时候，表示有有效按键按下。接下
来，说明本实用新型低成本按键采集信号电路的工作过程。
图5为本实用新型一种低成本按键信号采集电路待机状态下端口的
状态示意图。图6为本实用新型实施例一种低成本按键信号采集电路有
有效键按下时端口电平状态的示意图。如图5所示，当按键信号采集电
路处于待机状态的时候，扫描信号scan对矩阵键盘的端口 Sl-S8进行逐
一扫描，结果是所有的端口均处于固定的电平状态。此时，这些固定电
平状态由时钟信号电路中的内部RC提供时钟信号而获得，进而为按键信
号的采集做好准备。如图6所示，按键信号采集电路开始工作，扫描信号scan对矩阵键 盘的端口 Sl-S8进行逐一扫描，此时如果端口 Sl和S2形成的按键被按 下，则端口S1和S2的电平状态变为完全相同，之后Key—en信号会出现 一个低脉冲，表示有有效按键按下，从而对该按键信号进行采集， 一旦 采集到按键信号立即由内部RC改为外部0SC完成工作。整个过程简单易 行，待机状态时利用内部RC并在采集到信号后改为使用外部0SC进行工 作，可以使芯片的静态功耗维持在很低的水平，进而降低了成本。
本实用新型已经参照各种实施例进行描述，对于熟悉本领域的技术 人员，在不脱离本实用新型的精神和范围所作的修改将认为包括在本实 用新型权利要求所要保护的范围内。
权利要求1.一种低成本按键信号采集电路，包括矩阵键盘和按键信号采集模块，其特征在于，所述矩阵键盘包括N个口和1个GND/VDD口，以及开关元件，所述N个口都为双向口，N个口中任意两个分别与开关元件的两极连接，以及N个口与开关元件的一端连接，其另一端都连接到GND/VDD口。所述按键信号采集模块包括N个管脚，分别与矩阵键盘的N个口电性连接，以及包括时钟信号电路。
2. 如权利要求1所述的低成本按键信号采集电路，其特征在于，所 述按键信号采集模块中的N个管脚中的每一个都与两个串联的非门连接 后作为与非门的一个输入端，该与非门的另一个输入端连接一个非门后 再连接该管脚。
3. 如权利要求l所述的低成本按键信号采集模块，其特征在于，所 述N为大于零的自然数。
4. 如权利要求l所述的低成本按键信号采集电路，其特征在于，所 述开关元件为丽0S管。
5. 如权利要求l所述的低成本按键信号采集电路，其特征在于，所 述时钟信号电路进一歩包括内部RC和外部0SC。
专利摘要本实用新型的实施例揭露了一种低成本按键信号采集电路，包括矩阵键盘和按键信号采集模块，其中，所述矩阵键盘包括N个口和1个GND/VDD口，以及开关元件，所述N个口都为双向口，N个口中任意两个分别与开关元件的两极连接，以及N个口与开关元件的一端连接，其另一端都连接到GND/VDD口。所述按键信号采集模块包括N个管脚，分别与矩阵键盘的N个口电性连接，以及包括时钟信号电路。将现有矩阵键盘的单向口改变为双向口，其中任意两个口都可以形成一个按键，从而在实现相同按键数量的情况下，本实用新型中的矩阵键盘减少了芯片管脚的使用数量，节约了成本。
文档编号G06F3/023GK201345086SQ20082018304
公开日2009年11月11日 申请日期2008年12月16日 优先权日2008年12月16日
发明者姗 张, 猛 江 申请人:苏州市华芯微电子有限公司