背光可自定义的人体学输入设备、控制方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了背光可自定义的人体学输入设备、控制方法及系统，所述的背光可自定义的人体学输入设备，包括单片机、IO扩展电路、按键电路、独立式背光模块、电源电路、驱动电路，所述电源电路分别与所述单片机和所述驱动电路相连，所述驱动电路与所述独立式背光模块相连，所述IO扩展电路以串入并出的方式对所述单片机的IO口进行扩展，扩展出来的IO一部分连接独立式背光模块作为所述独立式背光模块的控制IO口，另一部分成为按键电路的列IO，所述单片机直接提供的IO作为按键电路的行IO。本发明的有益效果是：本发明实现对每个按键背光的独立控制。实现对输入设备的按键背光的操控最大化，可单独调节任意按键背光的亮度或关掉其背光，以节约能源。
【专利说明】背光可自定义的人体学输入设备、控制方法及系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及人体学输入设备，尤其涉及背光可自定义的人体学输入设备、控制方 法及系统。
【背景技术】
[0002] 人体学输入设备是一种设计和制造方面完全按照人体的生理解剖功能量身定做， 更加有益于人体的身心健康的人机交换设备，设备将人体的系列的有序的对设备的操作转 换成命令并以电讯号的形式传输给机器，机器接收到电讯号按照人体预想的方式执行命 令，广泛应用于各类设备中。在计算机应用领域中，人体学输入设备化身为人们所常见的键 鼠设备。人体通过一系列的操作对计算机进行操控，以达到或得到预期的目的和结果。
[0003] 在现有的技术方案中，使用的是薄膜式开关，即将输入设备的所有按键开关集成 在上中下三层的薄膜上。设备上的每一个按键对应这薄膜上的两个触点（顶层触点和底层 触点)，中间层为阻隔层。当按键按下时顶层触点和底层触点接触短路，按键松开时触点分 开断路，输入设备中的主控1C通过检测这种短路断路的现象来判断按键是否按下。主控1C 内部对每一个按键都有固定的编码，当检测到某一个按键按下时，主控1C就将该按键所对 应的编码按照一定的规则转换成数据包以电讯号的形式传输到计算机端，这样就完成了一 次命令或字符的输入。在目前多按键的人体学输入设备主控1C皆采用的是矩阵式开关形 式的前提下，此种薄膜式开关的使用就会造成输入设备的多键同时按下时产生冲突问题， 即当三个键同时按下时，设备只会向计算机传输其中两个按键的命令。这样使得其在某些 需要同时按下多个按键的环境下无法胜任或增加使用难度。
[0004] 在现有的技术方案中，使用薄膜式开关配合LED整体导光板或机械开关配合独立 式LED然后产生背光实现在黑暗环境下对人体学输入设备的按键字符图标的指示。便于操 作者在黑暗的环境下操纵设备。但是上述方案只能对输入设备按键的全体LED进行整体控 制，即只能同时对设备所有的按键背光进行开、关、亮度调节控制，而无法对单独按键背光 进行独立控制。这样在不需要某些按键产生背光时就造成了能源浪费及降低了操纵者的操 作体验。
【发明内容】
[0005] 为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种背光可自定义的人体学输入设 备。
[0006] 本发明提供了一种背光可自定义的人体学输入设备，包括单片机、10扩展电路、按 键电路、独立式背光模块、电源电路、驱动电路，所述电源电路分别与所述单片机和所述驱 动电路相连、用于向所述单片机和所述驱动电路供电，所述驱动电路与所述独立式背光模 块相连、且用于给所述独立式背光模块提供使能驱动，所述10扩展电路输入端与所述单片 机相连，所述10扩展电路输出端分别与所述按键电路和所述独立式背光模块相连；所述10 扩展电路以串入并出的方式对所述单片机的10 口进行扩展，扩展出来的10-部分连接独 立式背光模块作为所述独立式背光模块的控制10 口，另一部分成为按键电路的列ΙΟ;所述 单片机与所述按键电路相连，所述单片机直接提供的10作为按键电路的行10。
[0007] 作为本发明的进一步改进，该人体学输入设备还包括USB2. 0通讯传输模块，所述 单片机与所述USB2. 0通讯传输模块相连。
[0008] 作为本发明的进一步改进，所述按键电路包括矩阵式的开关电路，在所述矩阵式 的开关电路中连接有二极管。
[0009] 作为本发明的进一步改进，该人体学输入设备还包括滤波电路，所述滤波电路输 入端与所述电源电路相连，所述滤波电路输出端分别与所述单片机和所述驱动电路相连。 [0010] 作为本发明的进一步改进，所述驱动电路为LED驱动电路，所述独立式背光模块 为独立式LED电路。
[0011] 作为本发明的进一步改进，该人体学输入设备还包括复位电路，所述复位电路与 所述单片机相连、用于在上电时对所述单片机进行上电复位。
[0012] 作为本发明的进一步改进，该人体学输入设备为键盘。
[0013] 本发明还提供了一种背光可自定义的人体学输入设备的控制方法，包括识别步骤 和工作步骤， 在所述识别步骤中，人体学输入设备第一次连接到计算机USB接口时，人体学输入设 备处于计算机的识别阶段，对人体学输入设备进行枚举，向计算机反馈当前人体学输入设 备的相关信息并接收计算机对人体学输入设备的设置信息； 在所述工作步骤中，人体学输入设备通过单片机不断的对按键电路进行扫描，判断是 否有按键改变，如有按键改变，对改变的按键进行判断是为计算机控制命令还是LED背光 控制命令，如为计算机控制命令则通过USB2. 0通讯传输模块在计算机轮询时返回命令数 据，如为LED控制命令则由单片机改变相对于10的状态来控制独立式背光模块，以实现对 LED背光的控制。
[0014] 本发明还提供了一种背光可自定义的人体学输入设备的控制系统，包括识别模块 和工作模块， 在所述识别模块中，用于人体学输入设备第一次连接到计算机USB接口时，人体学输 入设备处于计算机的识别阶段，对人体学输入设备进行枚举，向计算机反馈当前人体学输 入设备的相关信息并接收计算机对人体学输入设备的设置信息； 在所述工作模块中，用于人体学输入设备通过单片机不断的对按键电路进行扫描，判 断是否有按键改变，如有按键改变，对改变的按键进行判断是为计算机控制命令还是LED 背光控制命令，如为计算机控制命令则通过USB2. 0通讯传输模块在计算机轮询时返回命 令数据，如为LED控制命令则由单片机改变相对于10的状态来控制独立式背光模块，以实 现对LED背光的控制。
[0015] 本发明的有益效果是：本发明采用单片机加串入并出10扩展电路连接独立式背 光模块，实现对每个按键背光的独立控制。实现对输入设备的按键背光的操控最大化，可单 独调节任意按键背光的亮度或关掉其背光，以节约能源。内置流水、扇入、扇出等等华丽的 背光效果，大大增加了操控者的操纵体验及设备的美观效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1是本发明的原理框图。
【具体实施方式】
[0017] 如图1所示，本发明公开了一种背光可自定义的人体学输入设备，包括单片机1、 10扩展电路2、按键电路3、独立式背光模块4、电源电路5、驱动电路6,所述电源电路5分 别与所述单片机1和所述驱动电路6相连、用于向所述单片机1和所述驱动电路6供电，所 述驱动电路6与所述独立式背光模块4相连、且用于给所述独立式背光模块4提供使能驱 动，所述10扩展电路2输入端与所述单片机1相连，所述10扩展电路2输出端分别与所述 按键电路3和所述独立式背光模块4相连；所述10扩展电路2以串入并出的方式对所述单 片机1的10 口进行扩展，扩展出来的10 -部分连接独立式背光模块4作为所述独立式背 光模块4的控制10 口，另一部分成为按键电路3的列10 ;所述单片机1与所述按键电路3 相连，所述单片机1直接提供的10作为按键电路3的行10。
[0018] 本发明采用单片机加串入并出10扩展电路2连接独立式背光模块4,实现对每个 按键背光的独立控制。实现对输入设备的按键背光的操控最大化，可单独调节任意按键背 光的亮度或关掉其背光，以节约能源。内置流水、扇入、扇出等等华丽的背光效果，大大增加 了操控者的操纵体验及设备的美观效果。
[0019] 该独立式背光模块4用于产生背光。
[0020] 该人体学输入设备还包括USB2. 0通讯传输模块，所述单片机1与所述USB2. 0通 讯传输模块相连。
[0021] 所述按键电路3包括矩阵式的开关电路，在所述矩阵式的开关电路中连接有二极 管，该按键电路3用于反馈操作者的操作信息。
[0022] 本发明利用二极管的防逆流特性，在每个按键的矩阵式开关回路中增加一个二极 管，而单片机1采用USB2. 0传输技术，每秒钟对计算机的进行一千次数据传输，这样就解决 了传统USB薄膜式输入设备固有的多键冲突问题。
[0023] 作为本发明的一个实施例，该人体学输入设备还包括滤波电路7,所述滤波电路7 输入端与所述电源电路5相连，所述滤波电路5输出端分别与所述单片机1和所述驱动电 路6相连。
[0024] 电源电路5、滤波电路7主要对从计算机USB接口输出的电源进行稳压，滤波等操 作，使得能够供给单片机及驱动电路6较为稳定干净的电源。
[0025] 所述驱动电路6为LED驱动电路，所述独立式背光模块4为独立式LED电路。
[0026] 该人体学输入设备还包括复位电路8,所述复位电路8与所述单片机1相连、用于 在上电时对所述单片机1进行上电复位，使其工作在初始状态。
[0027] 该人体学输入设备为键盘。
[0028] 在本发明中，单片机1为整个设备的控制和数据处理中心，向10扩展电路2、按键 电路3提供可用10,扫描按键电路3的变化进行数据处理后传输给计算机或改变对独立式 背光模块4的控制。
[0029] 按键电路3由单片机1提供8位行向10和10扩展电路2提供的18位列向10组 成，共形成了 18*8 (144)个按键功能。每位行向、列向连成的回路中都由一个单独的微动 开关和二极管组成，这样就形成了一个无冲突式具有18*8 (144)个独立按键的按键电路3。
[0030] 本发明由8颗等电流LED驱动电路组成，提供了 16*8 (128)个LED的背光。艮P， 最多能对128个LED进行独立的背光控制。
[0031] 本发明还公开了一种背光可自定义的人体学输入设备的控制方法，包括识别步骤 和工作步骤， 在所述识别步骤中，人体学输入设备第一次连接到计算机USB接口时，人体学输入设 备处于计算机的识别阶段，对人体学输入设备进行枚举，向计算机反馈当前人体学输入设 备的相关信息并接收计算机对人体学输入设备的设置信息； 在所述工作步骤中，人体学输入设备通过单片机不断的对按键电路进行扫描，判断是 否有按键改变，如有按键改变，对改变的按键进行判断是为计算机控制命令还是LED背光 控制命令，如为计算机控制命令则通过USB2. 0通讯传输模块在计算机轮询时返回命令数 据，如为LED控制命令则由单片机改变相对于10的状态来控制独立式背光模块，以实现对 LED背光的控制。
[0032] 本发明还公开了一种背光可自定义的人体学输入设备的控制系统，包括识别模块 和工作模块， 在所述识别模块中，用于人体学输入设备第一次连接到计算机USB接口时，人体学输 入设备处于计算机的识别阶段，对人体学输入设备进行枚举，向计算机反馈当前人体学输 入设备的相关信息并接收计算机对人体学输入设备的设置信息； 在所述工作模块中，用于人体学输入设备通过单片机不断的对按键电路进行扫描，判 断是否有按键改变，如有按键改变，对改变的按键进行判断是为计算机控制命令还是LED 背光控制命令，如为计算机控制命令则通过USB2. 0通讯传输模块在计算机轮询时返回命 令数据，如为LED控制命令则由单片机改变相对于10的状态来控制独立式背光模块，以实 现对LED背光的控制。
[0033] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属【技术领域】的普通技术人员来说，在 不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的 保护范围。
【权利要求】
1. 一种背光可自定义的人体学输入设备，其特征在于：包括单片机、10扩展电路、按键 电路、独立式背光模块、电源电路、驱动电路，所述电源电路分别与所述单片机和所述驱动 电路相连、用于向所述单片机和所述驱动电路供电，所述驱动电路与所述独立式背光模块 相连、且用于给所述独立式背光模块提供使能驱动，所述10扩展电路输入端与所述单片机 相连，所述10扩展电路输出端分别与所述按键电路和所述独立式背光模块相连；所述10扩 展电路以串入并出的方式对所述单片机的10 口进行扩展，扩展出来的10 -部分连接独立 式背光模块作为所述独立式背光模块的控制10 口，另一部分成为按键电路的列10;所述单 片机与所述按键电路相连，所述单片机直接提供的10作为按键电路的行10。
2. 根据权利要求1所述的人体学输入设备，其特征在于：该人体学输入设备还包括 USB2. 0通讯传输模块，所述单片机与所述USB2. 0通讯传输模块相连。
3. 根据权利要求2所述的人体学输入设备，其特征在于：所述按键电路包括矩阵式的 开关电路，在所述矩阵式的开关电路中连接有二极管。
4. 根据权利要求1所述的人体学输入设备，其特征在于：该人体学输入设备还包括滤 波电路，所述滤波电路输入端与所述电源电路相连，所述滤波电路输出端分别与所述单片 机和所述驱动电路相连。
5. 根据权利要求1所述的人体学输入设备，其特征在于：所述驱动电路为LED驱动电 路，所述独立式背光模块为独立式LED电路。
6. 根据权利要求1所述的人体学输入设备，其特征在于：该人体学输入设备还包括复 位电路，所述复位电路与所述单片机相连、用于在上电时对所述单片机进行上电复位。
7. 根据权利要求1至6任一项所述的人体学输入设备，其特征在于：该人体学输入设 备为键盘。
8. -种背光可自定义的人体学输入设备的控制方法，其特征在于，包括识别步骤和工 作步骤， 在所述识别步骤中，人体学输入设备第一次连接到计算机USB接口时，人体学输入设 备处于计算机的识别阶段，对人体学输入设备进行枚举，向计算机反馈当前人体学输入设 备的相关信息并接收计算机对人体学输入设备的设置信息； 在所述工作步骤中，人体学输入设备通过单片机不断的对按键电路进行扫描，判断是 否有按键改变，如有按键改变，对改变的按键进行判断是为计算机控制命令还是LED背光 控制命令，如为计算机控制命令则通过USB2. 0通讯传输模块在计算机轮询时返回命令数 据，如为LED控制命令则由单片机改变相对于10的状态来控制独立式背光模块，以实现对 LED背光的控制。
9. 一种背光可自定义的人体学输入设备的控制系统，其特征在于，包括识别模块和工 作模块， 在所述识别模块中，用于人体学输入设备第一次连接到计算机USB接口时，人体学输 入设备处于计算机的识别阶段，对人体学输入设备进行枚举，向计算机反馈当前人体学输 入设备的相关信息并接收计算机对人体学输入设备的设置信息； 在所述工作模块中，用于人体学输入设备通过单片机不断的对按键电路进行扫描，判 断是否有按键改变，如有按键改变，对改变的按键进行判断是为计算机控制命令还是LED 背光控制命令，如为计算机控制命令则通过USB2. 0通讯传输模块在计算机轮询时返回命 令数据，如为LED控制命令则由单片机改变相对于10的状态来控制独立式背光模块，以实 现对LED背光的控制。
【文档编号】G06F3/0346GK104156084SQ201410402104
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月15日 优先权日:2014年8月15日
【发明者】詹龙江 申请人:深圳市康特电子有限公司