键盘的信号处理装置及其信号处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种键盘的信号处理装置及其信号处理方法。键盘的信号处理装置包括按键扫描单元、指点杆扫描单元、模数转换单元以及处理单元。按键扫描单元连接于多个按键，以根据多个按键的状态对应产生第一数字输入信号。指点杆扫描单元连接于指点杆，以根据指点杆的状态对应产生模拟输入信号。模数转换单元连接于指点杆扫描单元并接收模拟输入信号，模数转换单元将模拟输入信号转换为对应的第二数字输入信号。处理单元连接于按键扫描单元与模数转换单元，以接收第一数字输入信号与第二数字输入信号，处理单元分时处理第一与第二数字输入信号。本发明可实现用同一个芯片处理键盘的按键扫描及指点杆信号处理，指点杆信号不需要再使用专用芯片。
【专利说明】键盘的信号处理装置及其信号处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种键盘的信号处理技术，更具体地说，涉及一种键盘的信号处理装置及其信号处理方法。
【背景技术】
[0002]目前市面上部分笔记本电脑的键盘会集成指点杆，指点杆用来模拟鼠标的功能。然而，键盘按键信号的处理与指点杆信号的处理通常是由两个处理模块来分别进行处理，并且，指点杆的信号处理通常都需要借助专用芯片(ASIC)，以根据协议将模拟信号转换为PS/2信号，从而控制屏幕上光标的移动。如此，则加大了此种键盘信号处理的整体复杂度。对于电脑厂商而言，由于需要使用上述专用芯片，亦增加了生产成本。
【发明内容】
[0003]因此，本发明的目的在于提供一种键盘的信号处理装置及其信号处理方法，避免使用处理指点杆信号的专用芯片，以降低处理复杂度，减少元件数量，降低生产成本。
[0004]本发明的键盘的信号处理装置包括按键扫描单元、指点杆扫描单元、模数转换单元以及处理单元。按键扫描单元连接于多个按键，以根据多个按键的状态对应产生第一数字输入信号。指点杆扫描单元连接于指点杆，以根据指点杆的状态对应产生模拟输入信号。模数转换单元连接于指点杆扫描单元并接收模拟输入信号，模数转换单元将模拟输入信号转换为对应的第二数字输入信号。处理单元连接于按键扫描单元与模数转换单元，以接收第一数字输入信号与第二数字输入信号，处理单元分时处理第一数字输入信号与第二数字输入信号。
[0005]本发明的键盘的信号处理方法应用于键盘，键盘具有多个按键与指点杆。键盘的信号处理方法包括下述步骤。根据多个按键的状态对应产生第一数字输入信号；根据指点杆的状态对应产生模拟输入信号；将模拟输入信号转换为对应的第二数字输入信号；分时处理第一数字输入信号与第二数字输入信号。
[0006]本发明利用同一个处理单元来分时处理对应按键的第一数字输入信号与对应指点杆的第二数字输入信号，以避免使用专用芯片，从而降低了处理的复杂度，减少了元件数量，并降低了生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为本发明一较佳实施例的键盘的信号处理装置的功能方框图。
[0008]图2为本发明一较佳实施例的键盘的信号处理的时序示意图。
[0009]图3为X轴或Y轴信号变化时序图。
[0010]图4为本发明一较佳实施例的键盘的信号处理方法的流程图。
[0011]图5为本发明一较佳实施例的指点杆信号处理方法的流程图。
[0012]其中，附图标记说明如下:[0013]200信号处理装置
[0014]210按键扫描单元
[0015]220指点杆扫描单
[0016]232模数转换单元
[0017]234处理单元
[0018]301功能键 [0019]302鼠标键
[0020]303常规按键
[0021]304Ps 按键
[0022]305指点杆信号
[0023]306系统状态处理
[0024]307数据发送
[0025]410-440,510 — 550步骤
[0026]Vref基准值
[0027]V1-V16采样值
【具体实施方式】
[0028]图1为本发明一较佳实施例的键盘的信号处理装置的功能方框图。本实施例的键盘的信号处理装置200连接于键盘，用于处理键盘的信号。在此，键盘具有多个按键与指点杆，按键可用于执行文字等信息的输入，而指点杆可用于控制屏幕上光标的移动。在本实施例中，如图1所示，信号处理装置200包括按键扫描单元210、指点杆扫描单元220、模数转换单元232以及处理单元234。按键扫描单元210连接于多个按键，指点杆扫描单元220连接于指点杆，模数转换单元232连接于指点杆扫描单元220，处理单元234连接于按键扫描单元210与模数转换单元232。
[0029]在本实施例中，按键扫描单元210根据多个按键的状态对应产生第一数字输入信号。在此，键盘可为8X16的矩阵键盘，因此，按键扫描单元210可为8X16的键盘矩阵扫描单元。然而，本发明对此不作任何限制。在其它实施例中，键盘也可为8X8的矩阵键盘，对应地，按键扫描单元210可为8X8的键盘矩阵扫描单元。
[0030]在本实施例中，指点杆扫描单元220根据指点杆的状态对应产生模拟输入信号。模数转换单元232接收模拟输入信号，再将模拟输入信号转换为对应的第二数字输入信号。
[0031]在本实施例中，处理单元234接收第一数字输入信号与第二数字输入信号，处理单元234可分时处理第一数字输入信号与第二数字输入信号。处理单元234可根据第一数字输入信号，产生相对应的按键输入，且处理单兀234可根据第二数字输入信号,控制光标在屏幕上移动。
[0032]请参考图2，并一并参考图1。图2为本发明一较佳实施例的键盘的信号处理的时序示意图。如图2所示，处理单元234在一个扫描周期(例如25毫秒)中的第一时段处理按键信号(即，第一数字输入信号)。在此，按键信号可包括功能键301 (例如Fl~F12按键)、鼠标键302 (例如上下左右方向键)、常规按键303 (例如A~Z的英文字母键)、Ps按键304的信号。然而，本发明对此不作任何限制。在其它实施例中，按键信号也可仅包括上述部分的按键信号。之后，处理单元234可在扫描周期的第二时段开始处理指点杆信号305(即，第二数字输入信号)，待指点杆信号305处理完毕之后，继续系统状态处理306以及数据发送307等。处理单元234按照上述的处理时序周期性进行信号处理。然而，本发明对处理单元234处理信号的时序不作任何限制。在其它实施例中，处理单元234也可在第一时段处理指点杆信号305，在第二时段处理按键信号。以下将对处理单元234处理指点杆信号305 (即，第二数字输入信号)的过程加以说明。
[0033]在本实施例中，当处理单元234在扫描周期的第二时段(例如预设时间为3毫秒)内处理指点杆信号305 (即，第二数字输入信号)时，处理单元234会以一定频率对模数转换单元232转换形成的第二数字输入信号进行采样，以取得多个第二数字输入信号。举例而言，若使用者在此期间内未操作指点杆，则处理单元234对应采集到的信号可为00000000 ；若使用者有推动指点杆，则处理单元234采集到的信号可根据使用者有推动指点杆的方向和推动距离对应变化，例如可为01001000，本发明对此不作任何限制。之后，处理单元234可平均多个第二数字输入信号以取得第一平均值，从而得到指点杆信号变化量，在一个扫描周期的最后时段对应输出，以控制光标在屏幕上朝对应方向移动。例如，处理单元234可在预设时间3毫秒内取样10次，再取这10次的平均值作为指点杆信号变化量输出。另外，为提高精度，在取样10次后，处理单元234也可在去掉最大值和最小值后再计算平均值，以作为指点杆信号变化量输出。然而，本发明对此不作任何限制。
[0034]在其它实施例中，为进一步提高控制精度，处理单元234可在第二时段内取样多组第二数字输入信号，且每一组又由多次第二数字输入信号的平均值计算获得，最后再去掉多组第二数字输入信号中的最大值和最小值，最终计算其平均值来作为指点杆信号变化量输出。例如，处理单元234可在预设时间3毫秒内取样10组数据，每组数据可取样8次，8次的平均值即作为该组第二数字输入信号的值，如此重复以分别获得10组数据的值，在去掉最大值和最小值后再计算平均值，以作为指点杆信号变化量输出。
[0035]另外，在本实施例中，处理单元234在计算获得第一平均值后，还可参考基准值来得到指点杆信号变化量。即，处理单元234并非是以计算获得的第一平均值的绝对值作为指点杆信号变化量输出，而是以第一平均值和基准值的差值作为指点杆信号变化量输出。若第一平均值与基准值的差值的绝对值小于或等于第一数值时，例如，第一平均值与基准值的差值在正负2bit范围内，可认为指点杆没有动作，光标不需移动。然而，本发明对第一数值的大小不作任何限制，实际应用时可根据具体状况来设定。
[0036]需要说明的是，第二数字输入信号实质上包括X轴和Y轴上的输入信号，处理单元234的上述处理过程对X轴和Y轴上的第二数字输入信号皆可适用。
[0037]另外，在本实施例中，由于X轴和Y轴的第二数字输入信号有时会随时间而产生漂移，因此，为避免由于X轴和Y轴信号本身的漂移而导致屏幕上光标的移动，处理单元234每隔固定时间(例如6秒)会对X轴和Y轴的基准值进行校正，且校正后的基准值为固定时间内对应方向上多个第二数字输入信号的第二平均值。请参考图3，图3为X轴或Y轴信号变化时序图。处理单元234会分别根据X轴的第二数字输入信号和Y轴的第二数字输入信号来判断基准值(Vref)是否需要校正。举例来说，当第二平均值(VI至V16的平均值)与基准值的差值的绝对值大于第二数值(例如，第二平均值与基准值的差值超过正负8bit的范围)时，应认为在此固定时间段内，使用者有操作指点杆，此时若校正基准值，若导致屏幕上光标的停止而发生错误，因此，在此状况下，处理单元234不会对基准值进行校正。当第二平均值与基准值的差值的绝对值小于或等于第二数值(即，第二平均值与基准值的差值在正负8bit的范围内)，且此固定时间内的多个第二数字输入信号(VI至V16)与第二平均值的差值的绝对值中的最大者小于第一数值(即，每个第二数字输入信号分别与第二平均值相减再取绝对值，其中的最大者小于2bit)时，应认为在此固定时间段内，使用者并未操作指点杆，此时可对基准值进行校正，校正后的基准值即为第二平均值(VI至V16的平均值)。本发明对固定时间与第二数值的取值不作任何限制，实际使用时可根据需要的控制精度以及具体状况来决定。
[0038]另外，需要说明的是，图3中采样值Vl至V16可以代表处理单元234每隔一段时间对第二数字输入信号的取样值，也可以是处理单元234每隔一段时间对第二数字输入信号进行多次取样后的平均值。本发明对此不作任何限制。
[0039]请参考图4，图4为本发明一较佳实施例的键盘的信号处理方法的流程图。键盘的信号处理方法的流程包括下列步骤:
[0040]步骤410:根据多个按键的状态对应产生第一数字输入信号；
[0041]步骤420:根据指点杆的状态对应产生模拟输入信号；
[0042]步骤430:将所述模拟输入信号转换为对应的第二数字输入信号 '及
[0043]步骤440:分时处理所述第一数字输入信号与所述第二数字输入信号。
[0044]本发明对处理第一数字输入信号与第二数字输入信号的先后顺序不作任何限制。
[0045]请参考图5，图5为本发明一较佳实施例的指点杆信号处理方法的流程图。指点杆信号处理方法的流程包括下列步骤:
[0046]步骤510:开始；
[0047]步骤520:分别取得X轴和Y轴的第二数字输入信号；
[0048]步骤530:校正基准值；
[0049]步骤540:分别处理X轴和Y轴的第二数字输入信号 '及
[0050]步骤550:结束。
[0051]通过以上的处理方法，本发明较佳实施例可实现用同一个处理单元对键盘信号及指点杆信号分时进行处理，指点杆信号不需要再使用专用芯片。因此，本发明减少了集成指点杆的键盘的信号处理的整体复杂度。对于电脑厂商而言，由于不需要专用芯片来处理指点杆信号，亦减少了生产成本。
[0052]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种键盘的信号处理装置，连接于键盘，所述键盘具有多个按键与指点杆，其特征是，所述键盘的信号处理装置包括: 按键扫描单元，连接于所述多个按键，以根据所述多个按键的状态对应产生第一数字输入信号； 指点杆扫描单元，连接于所述指点杆，以根据所述指点杆的状态对应产生模拟输入信号; 模数转换单元，连接于所述指点杆扫描单元并接收所述模拟输入信号，所述模数转换单元将所述模拟输入信号转换为对应的第二数字输入信号；以及 处理单元，连接于所述按 键扫描单元与所述模数转换单元，以接收所述第一数字输入信号与所述第二数字输入信号，所述处理单元分时处理所述第一数字输入信号与所述第二数字输入信号。
2.如权利要求1所述的键盘的信号处理装置，其特征是: 所述处理单元是在扫描周期的第一时段处理所述第一数字输入信号以及在所述扫描周期的第二时段处理所述第二数字输入信号。
3.如权利要求1所述的键盘的信号处理装置，其特征是: 所述处理单元在处理所述第二数字输入信号时，在预设时间内取得多个所述第二数字输入信号并计算第一平均值，所述处理单元根据所述第一平均值得到指点杆信号变化量，从而根据所述指点杆信号变化量，控制光标在屏幕上移动。
4.如权利要求3所述的键盘的信号处理装置，其特征是: 所述处理单元根据所述第一平均值，并参考基准值得到所述指点杆信号变化量。
5.如权利要求4所述的键盘的信号处理装置，其特征是: 所述处理单元每隔固定时间对所述基准值进行校正，校正后的基准值为所述固定时间内多个所述第二数字输入信号的第二平均值。
6.如权利要求5所述的键盘的信号处理装置，其特征是: 当所述固定时间内的所述多个第二数字输入信号与所述第二平均值的差值的绝对值中的最大者小于第一数值，且所述第二平均值与所述基准值的差值的绝对值小于或等于第二数值时，所述处理单元对所述基准值进行校正，所述第二数值大于所述第一数值。
7.一种键盘的信号处理方法，应用于键盘，所述键盘具有多个按键与指点杆，其特征是，所述键盘的信号处理方法包括下述步骤: 根据所述多个按键的状态对应产生第一数字输入信号； 根据所述指点杆的状态对应产生模拟输入信号； 将所述模拟输入信号转换为对应的第二数字输入信号；以及 分时处理所述第一数字输入信号与所述第二数字输入信号。
8.如权利要求7所述的键盘的信号处理方法，其特征是，所述分时处理所述第一数字输入信号与所述第二数字输入信号的步骤包括: 在扫描周期的第一时段处理所述第一数字输入信号；以及 在所述扫描周期的第二时段处理所述第二数字输入信号。
9.如权利要求7所述的键盘的信号处理方法，其特征是: 在处理所述第二数字输入信号时，在预设时间内取得多个所述第二数字输入信号并计算第一平均值，根据所述第一平均值得到指点杆信号变化量，从而根据所述指点杆信号变化量，控制光标在屏.上移动。
10.如权利要求9所述的键盘的信号处理方法，其特征是: 根据所述第一平均值，并参考基准值得到所述指点杆信号变化量。
11.如权利要求10所述的键盘的信号处理方法，其特征是: 每隔固定时间对所述基准值进行校正，校正后的基准值为所述固定时间内多个所述第二数字输入信号的第二平均值。
12.如权利要求11所述的键盘的信号处理方法，其特征是: 当所述固定时间内的所述多个第二数字输入信号与所述第二平均值的差值的绝对值中的最大者小于第一数值，且所述第二平均值与所述基准值的差值的绝对值小于或等于第二数值时，对所述基准值进行校正，所述第二数值大于所述第一数值。
【文档编号】G06F3/0338GK103955280SQ201210321145
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2012年9月3日 优先权日:2012年9月3日
【发明者】温丽君, 杜建荣, 王立成, 沈健, 林孟志 申请人:名硕电脑(苏州)有限公司, 和硕联合科技股份有限公司