一种防窥视密码输入键盘及其控制方法与流程

本发明涉及键盘设计领域，特别是一种防窥视密码输入键盘及其控制方法。

背景技术：

密码输入键盘被广泛应用于atm机、防盗锁、保险柜、商场收款机等众多领域。这种键盘一般设有0～9共10个数字键和若干个功能键，主要缺陷是在输入密码过程容易被身旁的人窥视，或用微型摄像机等工具窃去交易密码,给交易者造成经济损失，同时也给金融等机构造成诚信缺失的严重后果。

用户在输入密码的时候为了让旁人无法辨别真实密码，常常用手捂着、包挡着，进而出现把自己搞得反而像个贼似的尴尬局面。若是能够发明一种键盘让旁人无法判断用户按下的真实密码，就不用再在输密码的时候遮遮掩掩了。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提出一种防窥视密码输入键盘及其控制方法，采用双层或以上的键盘，使得旁人无法判断用户真实的输入密码。

本发明采用以下方案实现：一种双层防窥视密码输入键盘，包括中央控制模块、双层矩阵键盘、提示模块、上位机；

所述双层矩阵键盘包括第一矩阵键盘以及位于所述第一矩阵键盘下方的第二矩阵键盘；两个矩阵键盘中的按键开关一一对应，并且当轻按第一矩阵键盘的按键开关时第一矩阵键盘中的相应按键开关导通而第二矩阵键盘中的相应按键开关不导通，当重按第一矩阵键盘的按键开关时第一矩阵键盘中的相应按键开关与第二矩阵键盘中的相应按键开关均导通；所述中央控制模块与所述第一矩阵键盘、第二矩阵键盘电性相连，用以检测所述第一矩阵键盘、第二矩阵键盘中的按键开关的状态，进而获取用户输入的密码信息；

所述上位机通过通信接口与所述中央控制模块通信相连，用以向中央控制模块发送控制指令与正确密码，以及用以接收中央控制模块发送来的用户输入的密码信息；

所述提示模块与所述中央控制模块电性相连，用以根据中央控制模块的指令对用户进行提示。

进一步地，所述中央控制模块为控制芯片mcu，所述第一矩阵键盘包括上层第一按键开关k1、上层第二按键开关k2、上层第三按键开关k3、上层第四按键开关k4、上层第五按键开关k5、上层第六按键开关k6、上层第七按键开关k7、上层第八按键开关k8、上层第九按键开关k9、上层第十按键开关k10、上层第十一按键开关k11、上层第十二按键开关k12，所述第二矩阵键盘包括下层第一按键开关s1、下层第二按键开关s2、下层第三按键开关s3、下层第四按键开关s4、下层第五按键开关s5、下层第六按键开关s6、下层第七按键开关s7、下层第八按键开关s8、下层第九按键开关s9、下层第十按键开关s10、下层第十一按键开关s11、下层第十二按键开关s12；

所述控制芯片mcu的第一io端口p1.0经第一行控制线与所述上层第一按键开关k1、上层第二按键开关k2、上层第三按键开关k3的第一引脚相连，所述控制芯片mcu的第二io端口p1.1经第二行控制线与所述上层第四按键开关k4、上层第五按键开关k5、上层第六按键开关k6的第一引脚相连，所述控制芯片mcu的第三io端口p1.2经第三行控制线与所述上层第七按键开关k7、上层第八按键开关k8、上层第九按键开关k9的第一引脚相连，所述控制芯片mcu的第四io端口p1.3经第四行控制线与所述上层第十按键开关k10、上层第十一按键开关k11、上层第十二按键开关k12的第一引脚相连，所述控制芯片mcu的第五io端口p1.4经第五行控制线与所述下层第一按键开关s1、下层第二按键开关s2、下层第三按键开关s3的第一引脚相连，所述控制芯片mcu的第六io端口p1.5经第六行控制线与所述下层第四按键开关s4、下层第五按键开关s5、下层第六按键开关s6的第一引脚相连，所述控制芯片mcu的第七io端口p1.6经第七行控制线与所述下层第七按键开关s7、下层第八按键开关s8、下层第九按键开关s9的第一引脚相连，所述控制芯片mcu的第八io端口p1.7经第八行控制线与所述下层第十按键开关s10、下层第十一按键开关s11、下层第十二按键开关s12的第一引脚相连；

所述控制芯片mcu的第十五io端口p3.5经第一列控制线与所述上层第一按键开关k1、下层第一按键开关s1、上层第四按键开关k4、下层第四按键开关s4、上层第七按键开关k7、下层第七按键开关s7、上层第十一按键开关k11、下层第十一按键开关s11的第二引脚相连，所述控制芯片mcu的第十六io端口p3.6经第二列控制线与所述上层第二按键开关k2、下层第二按键开关s2、上层第五按键开关k5、下层第五按键开关s5、上层第八按键开关k8、下层第八按键开关s8、上层第十按键开关k10、下层第十按键开关s10的第二引脚相连，所述控制芯片mcu的第十七io端口p3.7经第三列控制线与所述上层第三按键开关k3、下层第三按键开关s3、上层第六按键开关k6、下层第六按键开关s6、上层第九按键开关k9、下层第九按键开关s9、上层第十二按键开关k12、下层第十二按键开关s12的第二引脚相连。

进一步地，本发明还提供了一种三层防窥视密码输入键盘，包括中央控制模块、双层矩阵键盘、提示模块、上位机以及第三矩阵键盘；

所述双层矩阵键盘包括第一矩阵键盘以及位于所述第一矩阵键盘下方的第二矩阵键盘，所述第一矩阵键盘与第二矩阵键盘中的按键开关一一对应；所述第三矩阵键盘为包括两个以上的触摸开关的触摸键盘，所述第三矩阵键盘位于所述第一矩阵键盘的上方，所述第三矩阵键盘中的触摸开关与第一矩阵键盘中的按键开关一一对应；当用户触摸第三矩阵键盘中的触摸开关时第三矩阵键盘上的相应触摸开关导通而第一矩阵键盘与第二矩阵键盘上的相应按键开关不导通，当轻按第三矩阵键盘的触摸开关时第三矩阵键盘上的相应触摸开关与第一矩阵键盘中的相应按键开关导通而第二矩阵键盘中的相应按键开关不导通，当重按第三矩阵键盘的触摸开关时第三矩阵键盘上的相应触摸开关、第一矩阵键盘中的相应按键开关以及第二矩阵键盘中的相应按键开关均导通；所述中央控制模块与所述第一矩阵键盘、第二矩阵键盘、第三矩阵键盘均电性相连，用以检测所述第一矩阵键盘、第二矩阵键盘以及第三矩阵键盘中的开关的状态，进而获取用户输入的密码信息；

所述上位机通过通信接口与所述中央控制模块通信相连，用以向中央控制模块发送控制指令与正确密码，以及用以接收中央控制模块发送来的用户输入的密码信息；

所述提示模块与所述中央控制模块电性相连，用以根据中央控制模块的指令对用户进行提示。

进一步地，所述第三矩阵键盘包括触摸开关感应芯片，所述触摸开关感应芯片与所述触摸开关、中央控制模块电性相连，用以接收触摸开关的导通情况并将触摸开关的导通情况发送给所述中央控制模块。

进一步地，所述第一矩阵键盘包括上层第一按键开关k1、上层第二按键开关k2、上层第三按键开关k3、上层第四按键开关k4、上层第五按键开关k5、上层第六按键开关k6、上层第七按键开关k7、上层第八按键开关k8、上层第九按键开关k9、上层第十按键开关k10、上层第十一按键开关k11、上层第十二按键开关k12，所述第二矩阵键盘包括下层第一按键开关s1、下层第二按键开关s2、下层第三按键开关s3、下层第四按键开关s4、下层第五按键开关s5、下层第六按键开关s6、下层第七按键开关s7、下层第八按键开关s8、下层第九按键开关s9、下层第十按键开关s10、下层第十一按键开关s11、下层第十二按键开关s12；

所述控制芯片mcu的第一io端口p1.0经第一行控制线与所述上层第一按键开关k1、上层第二按键开关k2、上层第三按键开关k3的第一引脚相连，所述控制芯片mcu的第二io端口p1.1经第二行控制线与所述上层第四按键开关k4、上层第五按键开关k5、上层第六按键开关k6的第一引脚相连，所述控制芯片mcu的第三io端口p1.2经第三行控制线与所述上层第七按键开关k7、上层第八按键开关k8、上层第九按键开关k9的第一引脚相连，所述控制芯片mcu的第四io端口p1.3经第四行控制线与所述上层第十按键开关k10、上层第十一按键开关k11、上层第十二按键开关k12的第一引脚相连；

所述控制芯片mcu的第五io端口p1.4经第五行控制线与所述下层第一按键开关s1、下层第二按键开关s2、下层第三按键开关s3的第一引脚相连，所述控制芯片mcu的第六io端口p1.5经第六行控制线与所述下层第四按键开关s4、下层第五按键开关s5、下层第六按键开关s6的第一引脚相连，所述控制芯片mcu的第七io端口p1.6经第七行控制线与所述下层第七按键开关s7、下层第八按键开关s8、下层第九按键开关s9的第一引脚相连，所述控制芯片mcu的第八io端口p1.7经第八行控制线与所述下层第十按键开关s10、下层第十一按键开关s11、下层第十二按键开关s12的第一引脚相连；

所述控制芯片mcu的第十五io端口p3.5经第一列控制线与所述上层第一按键开关k1、下层第一按键开关s1、上层第四按键开关k4、下层第四按键开关s4、上层第七按键开关k7、下层第七按键开关s7、上层第十一按键开关k11、下层第十一按键开关s11的第二引脚相连，所述控制芯片mcu的第十六io端口p3.6经第二列控制线与所述上层第二按键开关k2、下层第二按键开关s2、上层第五按键开关k5、下层第五按键开关s5、上层第八按键开关k8、下层第八按键开关s8、上层第十按键开关k10、下层第十按键开关s10的第二引脚相连，所述控制芯片mcu的第十七io端口p3.7经第三列控制线与所述上层第三按键开关k3、下层第三按键开关s3、上层第六按键开关k6、下层第六按键开关s6、上层第九按键开关k9、下层第九按键开关s9、上层第十二按键开关k12、下层第十二按键开关s12的第二引脚相连；

所述第三矩阵键盘包括第一触摸开关m1、第二触摸开关m2、第三触摸开关m3、第四触摸开关m4、第五触摸开关m5、第六触摸开关m6、第七触摸开关m7、第八触摸开关m8、第九触摸开关m9、第十触摸开关m10、第十一触摸开关m11、第十二触摸开关m12，所述第一触摸开关m1至所述第十二触摸开关m12分别经串联电阻接至所述所述触摸开关感应芯片的12个输入引脚，所述触摸开关感应芯片的两个输出引脚分别连接至所述控制芯片mcu的第二十一io端口p2.0与第二十二io端口p2.1，用以将第一触摸开关m1至第十二触摸开关m12的导通情况发送至控制芯片mcu；

进一步地，所述提示模块包括语音提示模块与显示模块；所述语音提示模块包括语音芯片以及与其相连的扬声器，所述语音芯片与所述中央控制模块电性相连；所述显示模块包括显示屏。

本发明还提供了一种基于上文所述的防窥视密码输入键盘(采用双层键盘)的控制方法，具体包括以下步骤：

步骤s1：所述中央控制模块与上位机通信，接收上位机传输来的控制指令；当中央控制模块接收到的控制指令为用户输入密码指令时，所述中央控制模块接收上位机传来的正确密码信息，并将其存储在第一缓存单元中；

步骤s2：所述中央控制模块实时扫描所述双层矩阵键盘判断第一矩阵键盘与第二矩阵键盘中的按键开关的导通状态，若第一矩阵键盘中的某个按键开关导通而其对应的第二矩阵键盘中的按键开关不导通，则提取第一矩阵键盘中的导通按键开关所对应的键码作为当前位密码；若第一矩阵键盘中的某个按键开关导通并且其对应的第二矩阵键盘中的按键开关也导通，则提取第二矩阵键盘中的导通按键所对应的键码作为当前位密码；

步骤s3：所述中央控制模块将步骤s2得到的当前位密码与存储在第一缓存单元中的对应位的正确密码进行对比，若正确则将当前位密码保存在第二缓存单元中的对应位中，若不正确，则需重新输入密码，将当前位地址重置为密码的第一位，并返回步骤s2；若对比的当前位为密码的最后一位并且密码正确，则进入步骤s4，否则将当前位的地址增加一作为新的当前位，并返回步骤s2；

步骤s4：所述中央控制模块持续扫描双层矩阵键盘，但不再将提取到的键码与存储在第一缓存单元中的正确密码做对比，直至用户按下确认键，所述中央控制模块将存储在第二缓存单元中的密码发送至上位机。

本发明还提供了一种基于上文所述的防窥视密码输入键盘(三层键盘)的控制方法，具体包括以下步骤：

步骤s1：所述中央控制模块与上位机通信，接收上位机传输来的控制指令；当中央控制模块接收到的控制指令为用户输入密码指令时，所述中央控制模块接收上位机传来的正确密码信息，并将其存储在第一缓存单元中；

步骤s2：所述中央控制模块实时扫描所述双层矩阵键盘与第三矩阵键盘，判断第一矩阵键盘、第二矩阵键盘与第三矩阵键盘中的按键开关的导通状态，若第三矩阵键盘中的某个触摸开关导通而其对应的第一矩阵键盘与第二矩阵键盘中的按键开关均没有导通，则提取第三矩阵键盘中的导通触摸开关所对应的键码作为当前位密码；若第三矩阵键盘中的某个触摸开关导通且其对应的第一矩阵键盘中的按键开关也导通而其对应的第二矩阵键盘中的按键开关不导通，则提取第一矩阵键盘中的导通按键开关所对应的键码作为当前位密码；若第三矩阵键盘中的某个触摸开关导通且其对应的第一矩阵键盘中的按键开关、其对应的第二矩阵键盘中的按键开关均导通，则提取第二矩阵键盘中的导通按键所对应的键码作为当前位密码；

步骤s3：所述中央控制模块将步骤s2得到的当前位密码与存储在第一缓存单元中的对应位的正确密码进行对比，若正确则将当前位密码保存在第二缓存单元中的对应位中，若不正确，则需重新输入密码，将当前位地址重置为密码的第一位，并返回步骤s2；若对比的当前位为密码的最后一位并且密码正确，则进入步骤s4，否则将当前位的地址增加一作为新的当前位，并返回步骤s2；

步骤s4：所述中央控制模块持续扫描双层矩阵键盘，但不再将提取到的键码与存储在第一缓存单元中的正确密码做对比，直至用户按下确认键，所述中央控制模块将存储在第二缓存单元中的密码发送至上位机。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：本发明采用双层或这三层键盘，用户在输入的时候旁人无法判断其输入的真实密码，同时，与现有的密码输入键盘相比，同等设置6位密码其安全性可提高64倍，同等设置8位密码其安全性可提高25600倍，设置的密码位数越多安全性的倍数越高。

附图说明

图1为本发明实施例中的双层矩阵键盘原理框图。

图2为本发明实施例中的双层矩阵键盘电路示意图。

图3为本发明实施例的键盘界面示意图。

图4为本发明实施例的三层键盘原理框图。

图5为本发明实施例的三层键盘电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，本实施例提供了一种双层防窥视密码输入键盘，包括中央控制模块、双层矩阵键盘、提示模块、上位机；

所述双层矩阵键盘包括第一矩阵键盘以及位于所述第一矩阵键盘下方的第二矩阵键盘；两个矩阵键盘中的按键开关一一对应，并且当轻按第一矩阵键盘的按键开关时第一矩阵键盘中的相应按键开关导通而第二矩阵键盘中的相应按键开关不导通，当重按第一矩阵键盘的按键开关时第一矩阵键盘中的相应按键开关与第二矩阵键盘中的相应按键开关均导通；所述中央控制模块与所述第一矩阵键盘、第二矩阵键盘电性相连，用以检测所述第一矩阵键盘、第二矩阵键盘中的按键开关的状态，进而获取用户输入的密码信息；

所述上位机通过通信接口与所述中央控制模块通信相连，用以向中央控制模块发送控制指令与正确密码，以及用以接收中央控制模块发送来的用户输入的密码信息；

所述提示模块与所述中央控制模块电性相连，用以根据中央控制模块的指令对用户进行提示。

如图2所示，在本实施例中，所述中央控制模块为控制芯片mcu，所述第一矩阵键盘包括上层第一按键开关k1、上层第二按键开关k2、上层第三按键开关k3、上层第四按键开关k4、上层第五按键开关k5、上层第六按键开关k6、上层第七按键开关k7、上层第八按键开关k8、上层第九按键开关k9、上层第十按键开关k10、上层第十一按键开关k11、上层第十二按键开关k12，所述第二矩阵键盘包括下层第一按键开关s1、下层第二按键开关s2、下层第三按键开关s3、下层第四按键开关s4、下层第五按键开关s5、下层第六按键开关s6、下层第七按键开关s7、下层第八按键开关s8、下层第九按键开关s9、下层第十按键开关s10、下层第十一按键开关s11、下层第十二按键开关s12；

所述控制芯片mcu的第一io端口p1.0经第一行控制线与所述上层第一按键开关k1、上层第二按键开关k2、上层第三按键开关k3的第一引脚相连，所述控制芯片mcu的第二io端口p1.1经第二行控制线与所述上层第四按键开关k4、上层第五按键开关k5、上层第六按键开关k6的第一引脚相连，所述控制芯片mcu的第三io端口p1.2经第三行控制线与所述上层第七按键开关k7、上层第八按键开关k8、上层第九按键开关k9的第一引脚相连，所述控制芯片mcu的第四io端口p1.3经第四行控制线与所述上层第十按键开关k10、上层第十一按键开关k11、上层第十二按键开关k12的第一引脚相连，所述控制芯片mcu的第五io端口p1.4经第五行控制线与所述下层第一按键开关s1、下层第二按键开关s2、下层第三按键开关s3的第一引脚相连，所述控制芯片mcu的第六io端口p1.5经第六行控制线与所述下层第四按键开关s4、下层第五按键开关s5、下层第六按键开关s6的第一引脚相连，所述控制芯片mcu的第七io端口p1.6经第七行控制线与所述下层第七按键开关s7、下层第八按键开关s8、下层第九按键开关s9的第一引脚相连，所述控制芯片mcu的第八io端口p1.7经第八行控制线与所述下层第十按键开关s10、下层第十一按键开关s11、下层第十二按键开关s12的第一引脚相连；

所述控制芯片mcu的第十五io端口p3.5经第一列控制线与所述上层第一按键开关k1、下层第一按键开关s1、上层第四按键开关k4、下层第四按键开关s4、上层第七按键开关k7、下层第七按键开关s7、上层第十一按键开关k11、下层第十一按键开关s11的第二引脚相连，所述控制芯片mcu的第十六io端口p3.6经第二列控制线与所述上层第二按键开关k2、下层第二按键开关s2、上层第五按键开关k5、下层第五按键开关s5、上层第八按键开关k8、下层第八按键开关s8、上层第十按键开关k10、下层第十按键开关s10的第二引脚相连，所述控制芯片mcu的第十七io端口p3.7经第三列控制线与所述上层第三按键开关k3、下层第三按键开关s3、上层第六按键开关k6、下层第六按键开关s6、上层第九按键开关k9、下层第九按键开关s9、上层第十二按键开关k12、下层第十二按键开关s12的第二引脚相连。

较佳的，在本实施例中，第一矩阵键盘上的按键开关k1至k12对应的键码是0至9及功能键*和#，第二矩阵键盘上的按键开关s1至s12对应的键码是10至19及功能键l和&；按键开关上下层中第一矩阵键盘为上层，第二矩阵键盘为下层分别对应的键码是：按键开关k1对应的键码为1、下层按键开关s1对应键码为11，按键开关k2对应的键码为2、下层按键开关s2对应键码为12，按键开关k3对应的键码为3、下层按键开关s3对应键码为13，按键开关k4对应的键码为4、下层按键开关s4对应键码为14，按键开关k5对应的键码为5、下层按键开关s5对应键码为15，按键开关k6对应的键码为6、下层按键开关s6对应键码为16，按键开关k7对应的键码为7、下层按键开关s7对应键码为17，按键开关k8对应的键码为8、下层按键开关s8对应键码为18，按键开关k9对应的键码为9、下层按键开关s9对应键码为19，按键开关k10对应的键码为0、下层按键开关s10对应键码为10；按键开关k11对应的键码为功能键*、下层按键开关s11对应键码为功能键l，按键开关k12对应的键码为功能键#、下层按键开关s12对应键码为功能键&。这样10进制的键盘变成了20进制，用户不必刻意去记10以上密码，只要记住某位密码是下即可，假设密码为1、2下、3、4、5、6下，其中2为下、密码是12，6也是下、密码是16，在输入密码时，在2的键位上稍重一点压到下层的第二矩阵键盘中的按键开关s2，其对应的有效密码即为12，在6的键位上也是稍重一点压到下层的第二矩阵键盘中的按键开关s6，其对应的有效密码即为16，旁人看到输入的密码错觉是1、2、3、4、5、6，其真实密码其实是1、12、3、4、5、16。矩阵键盘ks操作板面示意图(如图3所示)，表面看上与传统的矩阵键盘一样并无差别。

如图4、图5所示，本实施例还提供了一种三层防窥视密码输入键盘，包括中央控制模块、双层矩阵键盘、提示模块、上位机以及第三矩阵键盘；

所述双层矩阵键盘包括第一矩阵键盘以及位于所述第一矩阵键盘下方的第二矩阵键盘，所述第一矩阵键盘与第二矩阵键盘中的按键开关一一对应；所述第三矩阵键盘为包括两个以上的触摸开关的触摸键盘，所述第三矩阵键盘位于所述第一矩阵键盘的上方，所述第三矩阵键盘中的触摸开关与第一矩阵键盘中的按键开关一一对应；当用户触摸第三矩阵键盘中的触摸开关时第三矩阵键盘上的相应触摸开关导通而第一矩阵键盘与第二矩阵键盘上的相应按键开关不导通，当轻按第三矩阵键盘的触摸开关时第三矩阵键盘上的相应触摸开关与第一矩阵键盘中的相应按键开关导通而第二矩阵键盘中的相应按键开关不导通，当重按第三矩阵键盘的触摸开关时第三矩阵键盘上的相应触摸开关、第一矩阵键盘中的相应按键开关以及第二矩阵键盘中的相应按键开关均导通；所述中央控制模块与所述第一矩阵键盘、第二矩阵键盘、第三矩阵键盘均电性相连，用以检测所述第一矩阵键盘、第二矩阵键盘以及第三矩阵键盘中的开关的状态，进而获取用户输入的密码信息；

所述上位机通过通信接口与所述中央控制模块通信相连，用以向中央控制模块发送控制指令与正确密码，以及用以接收中央控制模块发送来的用户输入的密码信息；

所述提示模块与所述中央控制模块电性相连，用以根据中央控制模块的指令对用户进行提示。

在本实施例中，所述第三矩阵键盘包括触摸开关感应芯片，所述触摸开关感应芯片与所述触摸开关、中央控制模块电性相连，用以接收触摸开关的导通情况并将触摸开关的导通情况发送给所述中央控制模块。其中，触摸开关的键码由触摸开关感应芯片u4直接获取，并通过端口21(scl)和端口22(sda)通信方式将获取的键码发送给控制芯片mcu(u1)进行处理。第一矩阵键盘与第二矩阵键盘由控制芯片mcu通过检测判断行线与列线获取键码。

在本实施例中，所述第一矩阵键盘包括上层第一按键开关k1、上层第二按键开关k2、上层第三按键开关k3、上层第四按键开关k4、上层第五按键开关k5、上层第六按键开关k6、上层第七按键开关k7、上层第八按键开关k8、上层第九按键开关k9、上层第十按键开关k10、上层第十一按键开关k11、上层第十二按键开关k12，所述第二矩阵键盘包括下层第一按键开关s1、下层第二按键开关s2、下层第三按键开关s3、下层第四按键开关s4、下层第五按键开关s5、下层第六按键开关s6、下层第七按键开关s7、下层第八按键开关s8、下层第九按键开关s9、下层第十按键开关s10、下层第十一按键开关s11、下层第十二按键开关s12；

所述控制芯片mcu的第一io端口p1.0经第一行控制线与所述上层第一按键开关k1、上层第二按键开关k2、上层第三按键开关k3的第一引脚相连，所述控制芯片mcu的第二io端口p1.1经第二行控制线与所述上层第四按键开关k4、上层第五按键开关k5、上层第六按键开关k6的第一引脚相连，所述控制芯片mcu的第三io端口p1.2经第三行控制线与所述上层第七按键开关k7、上层第八按键开关k8、上层第九按键开关k9的第一引脚相连，所述控制芯片mcu的第四io端口p1.3经第四行控制线与所述上层第十按键开关k10、上层第十一按键开关k11、上层第十二按键开关k12的第一引脚相连；

所述控制芯片mcu的第五io端口p1.4经第五行控制线与所述下层第一按键开关s1、下层第二按键开关s2、下层第三按键开关s3的第一引脚相连，所述控制芯片mcu的第六io端口p1.5经第六行控制线与所述下层第四按键开关s4、下层第五按键开关s5、下层第六按键开关s6的第一引脚相连，所述控制芯片mcu的第七io端口p1.6经第七行控制线与所述下层第七按键开关s7、下层第八按键开关s8、下层第九按键开关s9的第一引脚相连，所述控制芯片mcu的第八io端口p1.7经第八行控制线与所述下层第十按键开关s10、下层第十一按键开关s11、下层第十二按键开关s12的第一引脚相连；

所述控制芯片mcu的第十五io端口p3.5经第一列控制线与所述上层第一按键开关k1、下层第一按键开关s1、上层第四按键开关k4、下层第四按键开关s4、上层第七按键开关k7、下层第七按键开关s7、上层第十一按键开关k11、下层第十一按键开关s11的第二引脚相连，所述控制芯片mcu的第十六io端口p3.6经第二列控制线与所述上层第二按键开关k2、下层第二按键开关s2、上层第五按键开关k5、下层第五按键开关s5、上层第八按键开关k8、下层第八按键开关s8、上层第十按键开关k10、下层第十按键开关s10的第二引脚相连，所述控制芯片mcu的第十七io端口p3.7经第三列控制线与所述上层第三按键开关k3、下层第三按键开关s3、上层第六按键开关k6、下层第六按键开关s6、上层第九按键开关k9、下层第九按键开关s9、上层第十二按键开关k12、下层第十二按键开关s12的第二引脚相连；

所述第三矩阵键盘包括第一触摸开关m1、第二触摸开关m2、第三触摸开关m3、第四触摸开关m4、第五触摸开关m5、第六触摸开关m6、第七触摸开关m7、第八触摸开关m8、第九触摸开关m9、第十触摸开关m10、第十一触摸开关m11、第十二触摸开关m12，所述第一触摸开关m1至所述第十二触摸开关m12分别经串联电阻接至所述触摸开关感应芯片的12个输入引脚，所述触摸开关感应芯片的两个输出引脚分别连接至所述控制芯片mcu的第二十一io端口p2.0与第二十二io端口p2.1，用以将第一触摸开关m1至第十二触摸开关m12的导通情况发送至控制芯片mcu；

具体的，触摸开关芯片u4的端口第4引脚经串联电阻r4与触摸开关m1连接，u4的端口第5引脚经串联电阻r5与触摸开关m2连接，u4的端口第6引脚经串联电阻r6与触摸开关m3连接，u4的端口第7引脚经串联电阻r7与触摸开关m4连接，u4的端口第8引脚经串联电阻r8与触摸开关m5连接，u4的端口第9引脚经串联电阻r9与触摸开关m6连接，u4的端口第10引脚经串联电阻r10与触摸开关m7连接，u4的端口第11引脚经串联电阻r11与触摸开关m8连接，u4的端口第12引脚经串联电阻r12与触摸开关m9连接，u4的端口第13引脚经串联电阻r13与触摸开关m10连接，u4的端口第14引脚经串联电阻r14与触摸开关m11连接，u4的端口第15引脚经串联电阻r15与触摸开关m12连接，u4的端口第1引脚负极gnd连接，u4的端口第2引脚经电容c1与负极gnd连接，u4的端口第3引脚经电容c2与负极gnd连接，u4的端口第21引脚经电阻r16的第1引脚与控制芯片mcu(u1)的io端口p2.0连接，u4的端口第22引脚经电阻r17的第1引脚与控制芯片mcu(u1)的io端口p2.1连接，电阻r16、电阻r17的第2引脚与正极vcc连接，u4的端口第24引脚与正极vcc连接；u4的端口第21(scl)引脚和第22(sda)引脚用来与控制芯片mcu(u1)进行i2c通信，将在触摸开关(m1至m12)上获取的键码发送给控制芯片mcu(u1)处理；

在本实施例中，所述提示模块包括语音提示模块与显示模块；所述语音提示模块包括语音芯片以及与其相连的扬声器，所述语音芯片与所述中央控制模块电性相连；所述显示模块包括显示屏。

其中，控制芯片mcu(u1)的io端口p3.0与uart通信接口j3的第3引脚连接、u1的io端口p3.1与j3的第2引脚连接、j3的第1引脚与负极gnd连接、j3的第4引脚与正极vcc连接；所述控制芯片mcu(u1)的io端口p3.2与i2c通信接口j2的第3引脚连接、u1的io端口p3.4与i2c通信接口j2的第2引脚连接，j2的第1引脚与负极gnd连接；所述供电接口j1的第1引脚与负极gnd连接、j1的第2引脚与正极vcc连接；

所述控制芯片mcu(u1)的io端口p2.5与语音芯片u2的第2引脚连接，u1的io端口p2.4与语音芯片u2的第4引脚连接；语音芯片u2的第5引脚与扬声器ls的第1引脚连接，u2的第6引脚与扬声器ls的第2引脚连接，u2的第1引脚与负极gnd连接，u2的第8引脚与正极vcc连接；

所述控制芯片mcu(u1)的io端口p2.6经电阻r1的一端与oled显示屏u3的第2引脚scl连接，u1的io端口p2.7经电阻r2的一端与oled显示屏u3的第3引脚sda连接，r1和r2的另一端与正极vcc连接，oled显示屏u3的第1引脚与正极vcc连接、第5引脚与负极gnd连接(参见图2)。

本实施例还提供了一种基于上文所述的防窥视密码输入键盘(采用双层键盘)的控制方法，具体包括以下步骤：

步骤s1：所述中央控制模块与上位机通信，接收上位机传输来的控制指令；当中央控制模块接收到的控制指令为用户输入密码指令时，所述中央控制模块接收上位机传来的正确密码信息，并将其存储在第一缓存单元中；

步骤s2：所述中央控制模块实时扫描所述双层矩阵键盘判断第一矩阵键盘与第二矩阵键盘中的按键开关的导通状态，若第一矩阵键盘中的某个按键开关导通而其对应的第二矩阵键盘中的按键开关不导通，则提取第一矩阵键盘中的导通按键开关所对应的键码作为当前位密码；若第一矩阵键盘中的某个按键开关导通并且其对应的第二矩阵键盘中的按键开关也导通，则提取第二矩阵键盘中的导通按键所对应的键码作为当前位密码；

步骤s3：所述中央控制模块将步骤s2得到的当前位密码与存储在第一缓存单元中的对应位的正确密码进行对比，若正确则将当前位密码保存在第二缓存单元中的对应位中，若不正确，则需重新输入密码，将当前位地址重置为密码的第一位，并返回步骤s2；若对比的当前位为密码的最后一位并且密码正确，则进入步骤s4，否则将当前位的地址增加一作为新的当前位，并返回步骤s2；

步骤s4：所述中央控制模块持续扫描双层矩阵键盘，但不再将提取到的键码与存储在第一缓存单元中的正确密码做对比，直至用户按下确认键，所述中央控制模块将存储在第二缓存单元中的密码发送至上位机。

特别的，本实施例的双层矩阵键盘的具体实施方式如下：

首先可选择uart通信接口j3或i2c通信接口j2与上位机(计算机或终端设备)进行连接，上电后控制芯片mcu的控制程序经过初始化并通过io端口p2.6、p2.7的i2c协议将oled显示屏u3全部显示为00，然后待接收与上位机约定的引导码指令，“如55为用户输入密码，66为用户设置密码，88为用户修改密码”，当控制芯片mcu接收到上位机引导码指令为55时，是要求用户输入密码指令，接着接收已经设置保存在上位机的n位密码(本实施例以用户密码为1、2下、3、4、5、6下进行说明)，并将接收到的密码暂存在指定的上位机密码第一缓存单元ram的30h至35h单元6字节，用于后续用户输入密码时比对；接着控制芯片mcu的io端口p1.0至p1.7的行控制线全部输出高电平，io端口p3.5、p3.6、p3.7的列控制线全部输出低电平，io端口p2.4、p2.5输出指令控制语音芯片驱动扬声器语音提示用户输入密码，然后对io端口p1.0至p1.7进行检测判断矩阵键盘ks中的所有开关有无被按下，当检测到矩阵键盘ks中的开关有某位被按下时，经过几毫秒延时后再次检测判断，如果没有开关被按下，则判断是干扰返回重新检测，如果有某位开关被按下，转入键值判断(判断某位开关对应的密码数字)，首先io端口p3.5的第一列控制线保持低电平，io端口p3.6、p3.7、第二列控制线、第三列控制线改为输出高电平，然后扫描行控制线p1.0至p1.7io端口有与第一列控制线连接的开关k和s，当用户输入的密码为1时，开关k1导通，控制芯片mcu的io端口p1.0被拉为低电平，当控制芯片检测到io端口p1.0为低电平时，即可判断开关k1已被按下，io端口p2.4、p2.5输出指令控制语音芯片驱动扬声器响“嘟”一声，同时控制芯片mcu的io端口p2.6、p2.7通过i2c通信协议将x显示段码发送给oled显示屏，并在相应的位数将0变为x显示，然后检测io端口p1.0是否为高电平(用户松开按键开关复位为高电平)，在此期间并先后轮流检测io端口p1.4是否为低电平，判断下一层开关s1有无被按下，当检测io端口p1.0已复位为高电平，经几毫秒延时再次确认为高电平时，说明用户没有按到下一层开关s1，可取出指定的上位机密码ram30h单元的相应密码与开关k1的键码1进行比对，如果正确，将键码1暂时保存在密码正确的指定键码第二缓存单元ram的40h单元起6字节，键码暂时保存的地址码加1为第二位正确的密码提供保存路径，一位键码判断结束；返回等待用户输入第二位密码，首先还是控制芯片mcu的io端口p1.0至p1.7的行控制线全部输出高电平，io端口p3.5、p3.6、p3.7的列控制线全部输出低电平，然后对io端口p1.0至p1.7进行检测判断矩阵键盘中的所有开关有无被按下，当检测到矩阵键盘中的开关有某位被按下时，经过几毫秒延时后再次检测判断，如果没有开关被按下，可能是干扰返回重新检测，如果有某位开关被按下，转入键值判断(判断某位开关对应的密码数字)，首先io端口p3.5的第一列控制线保持低电平，io端口p3.6、p3.7第二列控制线、第三列控制线改为输出高电平，然后扫描行控制线p1.0至p1.7io端口有与第一列控制线连接的开关k和s，如果扫描不到有开关被按下，说明被按下的开关不在第一列控制线范围，修改io端口p3.5的第一列控制线为高电平，io端口p3.6的第二列控制线为低电平，io端口p3.7的第三列控制线为高电平，再扫描行控制线p1.0至p1.7io端口有与第二列控制线连接的开关k和s，由于第二位密码是2下，当第二列控制线为低电平时开关k2和s2都导通，控制芯片mcu的io端口p1.0和p1.4先后被拉为低电平，首先控制芯片检测到io端口p1.0为低电平时，即可判断开关k2已被按下，io端口p2.4、p2.5输出指令控制语音芯片驱动扬声器响“嘟”一声，同时控制芯片mcu的io端口p2.6、p2.7通过i2c通信协议将x显示段码发送给oled显示屏，并在相应的位数将0变为x显示，然后检测io端口p1.0是否为高电平(用户松开按键开关复位为高电平)，在此期间并先后轮流检测io端口p1.4是否为低电平，即判断下一层开关s2有无被按下，当检测到io端口p1.4也为低电平时，说明用户按的是下一层开关s2，然后检测io端口p1.4是否为高电平(用户松开按键开关复位为高电平)，当检测io端口p1.4已复位为高电平，经几毫秒延时再次确认为高电平时，取出指定的上位机密码ram31h单元的相应密码与开关s2的键码12进行比对，如果正确，将键码12暂时保存在密码正确的指定键码ram41h单元，键码暂时保存的地址码加1为第三位正确的密码提供保存路径，一位键码判断结束；程序返回等待用户输入第三位密码，后几位用户输入密码原理一样，就不再重述。当用户连续输入6位密码全部都正确时，控制芯片将设置密码输入完毕标志位，此时若身边有人担心密码被窥视，还可继续输入迷惑密码，控制芯片不再继续密码比对。因此，在连续输入6位正确密码之后可任意输入无位数限制的n位无效的迷惑密码，让窥视者看得眼花缭乱，无法辨别出真假密码，最后按#确认键将保存在键码第二缓存单元中ram中的40h至45h单元的6位密码发送给上位机；如果身边没人，可连续输入6位正确密码后可直接按#确认键(即使有人远程恶意偷窥，由于是上下二层的按键开关，在输入密码时也难以辨别用户按的是上层开关还是下层开关)，将保存在键码ram40h至45h单元的6位密码发送给上位机。在按#确认键前，如果用户需要查看密码，按下开关k11显示功能键，即可显示查看真实密码数字。

在输入过程，如果有密码错误，不保存当前按下的键码，而是将键码ram40h至45h单元的键码数据全部发送到暂存退格ram50h至55h单元，并将键码ram40h至45h单元的键码数据全部删除，如果用户已知道输入的密码是错误的，可按下开关下一层的s11退格功能键修改当前输入的密码，控制芯片将暂存在退格ram50h至55h单元的键码数据回送到键码ram40h至45h单元恢复已输入的密码。如果用户继续输入的是数字键，如果密码正确，将该键码重新保存到键码ram40h至45h的相应单元，在连续输入6位密码过程只要有1位密码错误而又没有按退格功能键修改，都将清空键码ram40h至45h单元的密码，因此，在连续输入6位正确密码之前，也可任意输入无位数限制的n位迷惑密码。

本实施例还提供了一种基于上文所述的防窥视密码输入键盘(三层键盘)的控制方法，具体包括以下步骤：

步骤s1：所述中央控制模块与上位机通信，接收上位机传输来的控制指令；当中央控制模块接收到的控制指令为用户输入密码指令时，所述中央控制模块接收上位机传来的正确密码信息，并将其存储在第一缓存单元中；

步骤s2：所述中央控制模块实时扫描所述双层矩阵键盘与第三矩阵键盘，判断第一矩阵键盘、第二矩阵键盘与第三矩阵键盘中的按键开关的导通状态，若第三矩阵键盘中的某个触摸开关导通而其对应的第一矩阵键盘与第二矩阵键盘中的按键开关均没有导通，则提取第三矩阵键盘中的导通触摸开关所对应的键码作为当前位密码；若第三矩阵键盘中的某个触摸开关导通且其对应的第一矩阵键盘中的按键开关也导通而其对应的第二矩阵键盘中的按键开关不导通，则提取第一矩阵键盘中的导通按键开关所对应的键码作为当前位密码；若第三矩阵键盘中的某个触摸开关导通且其对应的第一矩阵键盘中的按键开关、其对应的第二矩阵键盘中的按键开关均导通，则提取第二矩阵键盘中的导通按键所对应的键码作为当前位密码；

步骤s3：所述中央控制模块将步骤s2得到的当前位密码与存储在第一缓存单元中的对应位的正确密码进行对比，若正确则将当前位密码保存在第二缓存单元中的对应位中，若不正确，则需重新输入密码，将当前位地址重置为密码的第一位，并返回步骤s2；若对比的当前位为密码的最后一位并且密码正确，则进入步骤s4，否则将当前位的地址增加一作为新的当前位，并返回步骤s2；

步骤s4：所述中央控制模块持续扫描双层矩阵键盘，但不再将提取到的键码与存储在第一缓存单元中的正确密码做对比，直至用户按下确认键，所述中央控制模块将存储在第二缓存单元中的密码发送至上位机。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。