键盘扫描电路、键盘及其扫描方法与流程

本发明涉及一种键盘扫描电路、键盘及其扫描方法，特别涉及一种防止鬼键现象的键盘扫描电路、键盘及其扫描方法。

背景技术：

现有键盘内部的键盘扫描电路，大都是采用扫描线与感应线交错配置而形成扫描矩阵，并于每一个交错处配置一个按键。但此种键盘扫描电路的设计无可避免导致了鬼键产；因此，对于克服鬼键的产生，现有技术已有解决方案，是于每一个按键上设置二极管或是通过增加微处理器的I/O数量来扩大扫描矩阵。

技术实现要素：

本发明在于提供一种键盘扫描电路、键盘及其扫描方法，以简易的硬件设计达到防止鬼键现象的产生。

本发明实施例提出一种键盘扫描电路，包括多个开关元件、M条扫描线及N条感应线。任一条感应线具有一共同节点，且任一共同节点延伸有M条传输线。其中任一条传输线与该等扫描线的其中之一的相互交会处耦接有一个开关元件，且任一条感应线中的任两条传输线经由各自耦接的开关元件所耦接对应的扫描线互不相同。

本发明实施例提出一种键盘，包括：多个开关元件、M条扫描线、N条感应线及一微处理器。任一条感应线具有一共同节点，且任一共同节点延伸有M条传输线；以及微处理器耦接所述扫描线与所述感应线；其中任一条传输线与该等扫描线的其中之一的相互交会处耦接有一个开关元件，且任一条感应线中的任两条传输线经由各自耦接的开关元件所耦接对应的扫描线互不相同；其中微处理器通过所述扫描线输出一扫描信号以及通过所述感应线接收一感应信号，以判断各开关元件的状态。

本发明实施例提出一种一种键盘扫描方法，适用于一键盘扫描电路，键盘扫描电路包括多个开关元件、M条扫描线以及N条感应线，任一条感应线具有一共同节点，且任一共同节点延伸有M条传输线，其中任一条传输线与该等扫描线的其中之一的相互交会处耦接有一个开关元件，且任一条感应线中的任两条传输线经由各自耦接的开关元件所耦接对应的扫描线互不相同，键盘扫描方法包括：通过所述扫描线输出一扫描信号；通过所述感应线接收一感应信号；根据感应信号确认各开关元件的状态。

本发明的具体手段为利用键盘扫描电路，其中每一条感应线与M条扫描线的相互交会处配置由一开关元件，且于M条扫描线与N条感应线的电路设计中，微处理器以M条扫描线其中之一作为扫描确认线及N条感应线其中之一作为感应确认线，并对M条扫描线输出多组相异的扫描信号，以自N条感应线读取扫描信号的结果，而判断出扫描确认线与感应确认线所耦接的的开关元件是否导通，藉此达到防止鬼键现象的产生。所以，本发明的键盘扫描电路确实可克服现有技术鬼键的问题，以及提升按压键盘的按键而输出信号的精确性。

以上的概述与接下来的实施例，皆是为了进一步说明本发明的技术手段与实现功效，然所叙述的实施例与附图仅提供参考说明用，并非用来对本发明加以限制者。

附图说明

图1为本发明一实施例的键盘示意图。

图2A为本发明另一实施例的键盘示意图。

图2B为配合使用于图2A的扫描表。

图3为本发明另一实施例的键盘示意图。

图4为本发明另一实施例的键盘示意图。

图5为本发明另一实施例的键盘扫描方法流程图。

图6为本发明另一实施例的扫描确认程序的方法流程图。

附图标记说明：

1、2、3、4：键盘

10：微处理器

12、13、14、15：键盘扫描电路

141、142、143、144：逆流保护电路

S0～S3：扫描线

T1～T8、T(4N)～T(4N-3)：传输线

SW1～SW8、SW(4N)～SW(4N-3)：开关元件

C1～CN：共同节点

SC1～SC16：扫描信号

D1～D4：二极管

D5～D8：齐纳二极管

Z：高阻抗逻辑电平

1：第二逻辑电平

0：第一逻辑电平

R0、R1～RN：感应线

RT1～RT8、RT(4N)～RT(4N-3)：第二电阻

RS0～RSN：第一电阻

VCC：电压源

具体实施方式

图1为本发明一实施例的键盘示意图。请参阅图1，键盘1包括一微处理器10及一键盘扫描电路12，其中微处理器10耦接于键盘扫描电路12。且此键盘扫描电路12包括有多个开关元件、M条扫描线及N条感应线。为了方便说明，本实施例的M条扫描线以四条扫描线S0～S3来说明，N条感应线以一条感应线R0来说明。而多个开关元件以四个开关元件SW1～SW4来说明。在其它实施例中，M例如为2、3、5、6或其它正整数，N例如为1、2、3、4…、31、32或其它正整数，本实施例不限制M及N的数值。

在本实施例中，微处理器10耦接四条扫描线S0～S3及一条感应线R0。值得注意的是，感应线R0具有一共同节点C1，且由共同节点C1延伸有M条传输线，本实施例的M条传输线以四条传输线T1～T4来说 明。而一条感应线R0所延伸的传输线T1～T4的数量等于扫描线S0～S3的数量。换句话说，假设扫描线的数量为五条时，则一条感应线R0所延伸的传输线的数量亦为五条。因此在图1中由感应线R0所延伸的四条传输线T1～T4与四条扫描线S0～S3将产生十六个相互交会处。

如图1所示扫描线S0与传输线T1的相互交会处耦接有一个开关元件SW1，扫描线S1与传输线T2的相互交会处耦接有一个开关元件SW2，扫描线S2与传输线T3的相互交会处耦接有一个开关元件SW3，扫描线S3与传输线T4的相互交会处耦接有一个开关元件SW4。另外，本实施例开关元件的数量是由扫描线数量与感应线数量的乘积决定。例如，图1所述的扫描线S0～S3的数量为4乘以感应线R0数量为1而得出有4个开关元件SW1～SW4。

由于本实施例于感应线R0延伸出的传输线T1～T4与扫描线S0～S3于相互交会处并非均设置有开关元件，而是于扫描线S0～S3的任一条与一条感应线R0中的传输线T1～T4的任一条的相互交会处配置有一个开关元件，且感应线R0中的传输线T1～T4任两条经由各自耦接的开关元件所耦接对应的扫描线互不相同，例如传输线T1经由开关元件SW1耦接于扫描线S0，传输线T2经由开关元件SW2耦接于扫描线S1，因此传输线T1及T2各自通过开关元件所耦接的扫描线互不相同。简单来说，本实施例通过此种开关元件的配置方式使得微处理器10可准确地判断出每一个开关元件SW1～SW4的导通或截止状态，且可防止鬼键现象的产生。

此外，本实施例于键盘扫描电路12中的感应线R0的共同节点C1耦接有一个第一电阻RS0与M个第二电阻RT1～R4，本实施例的M个第二电阻以四个第二电阻RT1～R4来说明，且第一电阻RS0的阻值远大于各第二电阻RT1～R4的阻值。其中第一电阻RS0耦接于一电压源VCC与共同节点C1之间，共同节点C1与各传输线T1～T4之间耦接有第二电阻RT1～R4。因此电压源VCC可以在第一电阻RS0与第二电阻RT1～R4形成的分压电路上产生一分压电平于共同节点C1，且此分压电平是根据开关元件的导通或截止而相对变化。

举例来说，当开关元件SW1～SW4均处于截止状态时，电压源VCC 无法经由第一电阻RS0与第二电阻RT1～R4形成导通回路，此时共同节点C1的电压电平将产生第二逻辑电平，以下说明是将第二逻辑电平以高逻辑电平举例说明。反之，当开关元件SW1～SW4的任一个导通时，电压源VCC可经由第一电阻RS0与导通开关元件耦接的第二电阻形成导通回路，此时共同节点C1的电压电平将形成第一逻辑电平，以下说明是将第一逻辑电平以低逻辑电平举例说明。据此，微处理器10可以通过共同节点C1的电压电平为第一逻辑电平或第二逻辑电平而相对判别这些开关元件SW1～SW4的导通或截止状态。

以上已对本案键盘1的硬件架构提出说明，而本实施例的键盘1于实际运作时是由微处理器10通过扫描线S0～S3输出一扫描信号以及通过感应线R0接收一感应信号，并通过感应信号判断出各开关元件SW1～SW4的状态。

在一实施例中，微处理器10判断各开关元件SW1～SW4的状态是分别对任一开关元件SW1～SW4执行一扫描确认程序。扫描确认程序执行时是以扫描线S0～S3的其中之一作为一扫描确认线以及以感应线的其中之一作为一感应确认线，由于图1的感应线仅以一条感应线R0举例说明，故感应线R0在此是作为感应确认线。因此当微处理器10通过扫描线S0～S3重复输出多组相异的扫描信号，微处理器10可从感应确认线取得相对应的多个感应信号后，并对多个感应信号共同执行一逻辑运算而得到感应值，而最后微处理器10即可根据感应值判断出扫描确认线与感应确认线所耦接的开关元件的状态。

值得注意的是，上述多组相异的扫描信号中输出给扫描确认线均为第一逻辑电平，以及多组相异的扫描信号中输出给扫描确认线以外的其余扫描线是在第二逻辑电平或高阻抗逻辑电平之间变化。在本实施例中，第一逻辑电平是使扫描确认线所耦接的开关元件于按压时能导通，第二逻辑电平或高阻抗逻辑电平是使扫描线所耦接的开关元件于按压时能禁止导通。另外，本实施例所述的逻辑运算是指微处理器10从感应确认线取得多个感应信号进行「或逻辑运算」，但本发明并不以此为限。

举例来说，当对开关元件SW1执行扫描确认程序时，以扫描线S0为扫描确认线，及感应线R0为感应确认线，且本实施例的微处理器10 基于扫描线的数量对扫描线S0进行多组扫描，亦即在此实施例中微处理器10将对扫描线S0～S3输出四组的扫描信号。所述4组扫描信号的内容举例如下：

第一组扫描线信号(以下简称SC1)：扫描线S1～S3以高阻抗逻辑电平输入，扫描确认线(S0)以第一逻辑电平输入。

第二组扫描信号(以下简称SC2)：扫描线S2～S3以高阻抗逻辑电平输入，扫描线S1以第二逻辑电平输入，扫描确认线(S0)以第一逻辑电平输入。

第三组扫描信号(以下简称SC3)：扫描线S1、S3以高阻抗逻辑电平输入，扫描线S2以第二逻辑电平输入，而扫描确认线(S0)以第一逻辑电平输入。

第四组扫描线号(以下简称SC4)：扫描线S1～S2以高阻抗逻辑电平输入，扫描线S3以第二逻辑电平输入，而扫描确认线(S0)以第一逻辑电平输入。

因此当微处理器10输出上述扫描信号SC1～SC4之后，微处理器10可自感应线R0取得对应的多个感应信号后，并共同对这些感应信号执行「或逻辑运算」而得到感应值，而此感应值即可供微处理器10判断出开关元件SW1的状态。例如当感应值为第一逻辑电平时，微处理器10判断出扫描确认线与感应确认线所耦接的开关元件SW1为导通状态，以及当感应值为第二逻辑电平时，微处理器10判断出扫描确认线与感应确认线所耦接的开关元件SW1为不导通状态。同理可知，可以同样方式分别判断出其余开关元件SW2～SW4的状态。

图2A为本发明另一实施例的键盘示意图。图2B为配合使用于图2A的扫描表。请参阅图2A，本实施例的键盘2相异于图1的键盘1是于键盘扫描电路13中多了感应线R1及开关元件SW5～SW8。其中感应线R1的共同节点C2延伸有四条传输线T5～T8，且传输线T1～T8与扫描线S0～S3之间耦接有多个开关元件，由于图2A所述的扫描线S0～S3的数量为4乘以感应线R0～R1数量为2而得出有8个开关元件SW1～SW8。图2A所示扫描线S0与传输线T1的相互交会处耦接有一个开关元件SW1，扫描线S1与传输线T2的相互交会处耦接有一个开关元件SW2，扫描线 S2与传输线T3的相互交会处耦接有一个开关元件SW3，扫描线S3与传输线T4的相互交会处耦接有一个开关元件SW4。扫描线S0与传输线T5的相互交会处耦接有一个开关元件SW5，扫描线S1与传输线T6的相互交会处耦接有一个开关元件SW6，扫描线S2与传输线T7的相互交会处耦接有一个开关元件SW7，扫描线S3与传输线T8的相互交会处耦接有一个开关元件SW8。

简单来说，本实施例的扫描线S0～S3的任一条与传输线T1～T8任一条的相互交会处配置有一个开关元件，以及各感应线R0、R1中的任两条传输线经由各自耦接的开关元件所耦接对应的扫描线互不相同。

进一步来说，本实施例的微处理器10除了可以通过感应线R0、扫描线S0～S3判断出四个开关元件SW1～SW4的状态之外；微处理器10还可通过感应线R1、扫描线S0～S3以判断出四个开关元件SW5～SW8是否处于导通状态。

请参阅图2B，其中图2B的「Z」代表为高阻抗逻辑电平，「0」代表为第一逻辑电平，「1」代表为第二逻辑电平。扫描信号SC1～SC4是用以确认开关元件SW1及SW5的状态，扫描信号SC5～SC8是用以确认开关元件SW2及SW6的状态，扫描信号SC9～SC12是用以确认开关元件SW3及SW7的状态，扫描信号SC13～SC16是用以确认开关元件SW4及SW8的状态。

图2A中的微处理器10同前述图1是分别对各开关元件SW1～SW8执行扫描确认程序，进而得知各开关元件SW1～SW8的状态。举例来说，微处理器10判断开关元件SW1方式为输出多组扫描信号SC1～SC4，且扫描线S0作为扫描确认线，感应线R0作为感应确认线，微处理器10即可从感应线R0得到对应的多个感应信号之后，再对这些感应信号通过「或逻辑运算」得出感应值。同样的道理，微处理器10判断开关元件SW5方式为输出多组扫描信号SC1～SC4，扫描线S0作为扫描确认线，感应线R1作为感应确认线，微处理器10即可从感应线R1得到对应的多个感应信号之后，再对这些感应信号通过「或逻辑运算」得出感应值。而有关其余开关元件的判断方式则以依此方式类推，在此不予以详述。

请参阅图3为本发明另一实施例的键盘示意图。本实施例的键盘3 相较于图2A的键盘2是于键盘扫描电路14中多了M个逆流保护电路，本实施例的M个逆流保护电路是以四组逆流保护电路141～144来说明。且本实施例是于扫描线S0～S3的任一条与微处理器10之间耦接有逆流保护电路。例如图3所示扫描线S0与微处理器10之间耦接有逆流保护电路141，扫描线S1与微处理器10之间耦接有逆流保护电路142，扫描线S2与微处理器10之间耦接有逆流保护电路143，扫描线S3与微处理器10之间耦接有逆流保护电路144。

在实务上，各逆流保护电路中分别包括一二极管与一齐纳二极管，例如逆流保护电路141中的二极管D1与齐纳二极管D5并联，且二极管D1的阳极耦接齐纳二极管D5的阴极及微处理器10，二极管D1的阴极耦接于齐纳二极管D5的阳极及开关元件SW1的一端。

值得一提的是，逆流保护电路是用以使微处理器10输出给扫描线S0～S3的信号更加稳定，藉此提升微处理器判断开关元件SW1～SW8是否导通的准确性。上述逆流保护电路虽然是以二极管及齐纳二极管举例说明，但本实施例并不限制逆流保护电路的态样。

请参阅图4为本发明另一实施例的键盘示意图。本实施例的键盘相较于图2A的键盘2是于键盘扫描电路14中多了N-2条感应线，也就是说本实施例的键盘扫描电路4包括N+1条感应线R0～RN与4条扫描线S0～S3，因此配合前述各实施例的说明可以得知此键盘4包括有(N+1)*4个开关元件。也就是说通过图4的架构可以根据键盘实际使用上需求而扩充开关元件的数量。

请参阅图5为本发明另一实施例的键盘扫描方法流程图，并请一并参阅图4。键盘扫描方法包括：

于步骤S501中，通过所述扫描线S0～S3输出一扫描信号。接着，于步骤503中，通过所述感应线R0～RN接收一感应信号。于步骤505中，微处理器10根据感应信号判断各开关元件的状态。例如当只有扫描线S0输出为第一逻辑电平时，若开关元件SW1被按压时，则微处理器10可从感应线R0得到第一逻辑电平的感应信号，反之若开关元件SW1未被按压时，则微处理器10可从感应线R0得到第二逻辑电平的感应信号。

图5所述的键盘扫描方式不局限使用于图4的键盘，亦可供使用于 图1、图2A、图3的键盘架构中，本发明并不以此为限。

请参阅图6为本发明另一实施例的扫描确认程序流程图，并请一并配合参阅图4。图6所示的扫描确认程序包括：

于步骤S601中，以所述扫描线S0～S3的其中之一作为一扫描确认线。接着，于步骤S603中，以所述感应线R0～RN的其中之一作为一感应确认线。在实务上，微处理器10可根据扫描确认线及感应确认线以判断各开关元件的状态。例如微处理器10以扫描线S0作为扫描确认线，并以感应线R1作为一感应确认线，藉此可以判断开关元件SW5的状态。又如，微处理器10以扫描线S2作为扫描确认线，并以感应线RN作为一感应确认线，藉此可以判断开关元件SW(4*N-2)的状态。

于步骤S605中，通过所述扫描线S0～S3重复输出多组相异的扫描信号。为了方便说明，本实施例是以四组相异的扫描信号来说明。在其它实施例中，也可以是一组、二组、三组或多组相异的扫描信号来进行。本实施例不限制对所述扫描线S0～S3重复输出多组相异的扫描信号的态样。

于步骤S607中，多组相异的扫描信号中输出给扫描确认线均为第一逻辑电平，以及多组相异的扫描信号中输出给扫描确认线以外的所述扫描线S0～S3在第二逻辑电平或高阻抗逻辑电平之间变化。其中，第一逻辑电平是使扫描确认线所耦接的开关元件于按压时能导通。其中，第二逻辑电平或高阻抗逻辑电平是使扫描线S0～S3所耦接的开关元件于按压时禁止导通。

在实务上，相异的扫描信号例如为「微处理器以第一逻辑电平输入扫描确认线。除扫描确认线外，微处理器分别以一高阻抗逻辑电平输入其余所述扫描线S0～S3而进行扫描。」或是「微处理器以第一逻辑电平输入扫描确认线。除扫描确认线外，微处理器以一第二逻辑电平输入其余扫描线S0～S3其中之一，以及高阻抗逻辑电平输入其余扫描线S0～S3其中另一些而进行扫描。」本实施例不限制对所述扫描线S0～S3重复输出多组相异的扫描信号的态样。

于步骤S609中，从感应确认线取得多个感应信号后并共同执行一逻辑运算而得到一感应值。在实务上，逻辑运算是指对从感应确认线取得 多个感应信号进行「或逻辑运算」。因此若多个感应信号其中之一是处于第二逻辑电平时，则感应值将处于第二逻辑电平。而若多个感应信号均是处于第一逻辑电平时，则感应值将处于第一逻辑电平。

于步骤S611中，根据感应值判断出扫描确认线与感应确认线所耦接的开关元件的状态。其中，根据感应值的判断依据如步骤S613及步骤S615。

于步骤S613中，当感应值为第一逻辑电平时，判断出扫描确认线与感应确认线所耦接的开关元件为导通状态。

于步骤S615中，当感应值为第二逻辑电平时，判断出扫描确认线与感应确认线所耦接的开关元件为不导通状态。

图6所述的扫描确认程序不局限使用于图4的键盘，亦可供使用于图1、图2A、图3的键盘架构中，本发明并不以此为限。另外图6所述的扫描确认程序是属于图5所述的键盘扫描方法的一具体判断开关元件的实施例，且可以更精准判断开关元件的按压状态而能有效避免误判。

综上所述，本发明所述的键盘扫描电路通过上述各实施例公开的开关元件配置方式，不但可以简化硬件设计还可以使键盘有效避免鬼键产生。

以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以局限本发明的专利范围。