一种基于人体接近检测的键盘背光控制器的制作方法

文档序号:14915404发布日期:2018-07-11 00:34阅读:275来源:国知局

本发明涉及键盘模组与笔记本键盘背光控制技术领域,尤其涉及一种基于人体接近检测的键盘背光控制器。



背景技术:

在部分笔记本键盘背光控制方案中,由系统端进行直接控制。在系统设置中开启背光或关闭背光。由于这一功能需要在系统上进行设置,比较麻烦,而且用户在对产品比较生疏的情况下,甚至不知道有该功能。

在部分带有键盘背光的控制方案中,在键盘上加了组合键或者独立的背光控制键来控制键盘背光。使用这种方法控制的缺点在于:第一,加入新的按键或组合键,需要对硬件或者软件进行大幅度更改,没有普遍适用性。第二,操作者需要在光线强弱变化的情况下来回切换背光状态,比较麻烦。

目前市场上还有一些其他的控制方法,如按键敲击控制等当检测到有按键按下的情况下,就打开背光;或者在有些产品中,干脆直接让背光一直处于常亮状态。

综合以上描述,现有的背光控制方案均有以下方面不足:

(1)设置复杂繁琐,导致用户在使用一段时间之后会放弃不用。

(2)大幅度更改了键盘的硬件或者软件组成,不具有普遍适用性。

(3)背光强度不能够自动调节,消耗大量电能。



技术实现要素:

基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种基于人体接近检测的键盘背光控制器。

本发明提出的一种基于人体接近检测的键盘背光控制器,包括:MCU、PWM/GPIO、背光LED、闭合线圈、光照传感器和电源线路;

背光LED通过PWM/GPIO连接MCU,闭合线圈和光照传感器均连接MCU;

闭合线圈安装在键盘上,用于根据容值变化检测人体;

光照传感器用于检测光照强度;

MCU用于根据闭合线圈和光照传感器的检测结果通过PWM/GPIO控制背光LED工作。

优选地,当人体与闭合线圈的距离小于预设的距离阈值,闭合线圈的容值变化。

优选地,触摸板的两侧分别安装有一个闭合线圈。

优选地,MCU用于根据闭合线圈和光照传感器的检测结果,通过PWM调节背光LED的亮度和颜色,并通过GPIO控制背光LED的亮与灭。

优选地,MCU采用SC93F8431。

优选地,MCU的VDD引脚连接电源电路的供电输出端(VCC3.3),并通过第一电容()接地;MCU的VDD引脚和CMOD/P5.2引脚之间串联第二电容(C2),MCU的CMOD/P5.2引脚和VSS引脚之间串联第三电容(C3);MCU的Tck/P1.2/TK21引脚和Tdio/P1.3/TK20引脚用于连接ISP下载线路和串口,MCU的P1.4/TK19引脚连接光照传感器,MCU的和P1.5/TK18引脚和P2.6/TK14分别连接第一个闭合线圈T1和第二个闭合线圈T2;MCU的P1.1/TK22/RST引脚悬空,其剩余引脚均用于连接背光LED。

优选地,当闭合线圈的容值达到预设阈值,MCU获取光照传感器检测到的光照值,并将光照值与预设的光照阈值比较,然后根据比较结果计算背光强度并配置背光。

优选地,其工作方法包括以下步骤:

S1、初始化定时器;

S2、打开定时器并计数,根据计数结果更新计时标志位SCAN_FLAG;

S3、判断定时器中的计时标志位SCAN_FLAG是否为高电平;

S4、是,则读取闭合线圈的容值;

S5、判断是否有任一闭合线圈的容值大于预设阈值;

S6、否,则返回步骤S1;是,则读取光照传感器的光照值;

S7、判断光照值是否低于光照阈值;

S8、否,则返回步骤S1;是,则计算背光强度,并根据计算结果配置背光LED;

S9、重置计时标志位SCAN_FLAG,然后返回步骤S1。

优选地,步骤S1中初始化定时器时将计时标志位SCAN_FLAG更新为低电平;步骤S2具体为:重新配置定时器后开始计时,并实时判断计时是否达到预设的上限时间值,是,则将定时器清零,并将计时标志位SCAN_FLAG更新为高电平。

优选地,所述控制器与EC通过UART进行连接,EC和键盘连接;EC通过行列扫描检测到键盘上各按键的工作状态并通过UART发给该背光控制器的MCU,MCU定期计算每个按键的使用频率,并根据使用频率通过背光控制调整按键的颜色显示。

本发明提出的一种基于人体接近检测的键盘背光控制器,通过设置闭合线圈,使得该控制器只在人体靠近闭合线圈,即键盘有操作时检测光照,为背光只在电脑工作的情况下开启奠定了基础,避免了背光一直工作造成的能源浪费。

本发明实现了根据工作需要和环境光强对于电脑背光的智能开启和调节,即实现了背光的自动控制,又节约了电能。且,本实施方式提供的背光控制器即控制方法,结构简单,不需要更改键盘,具有普遍适用性。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于人体接近检测的键盘背光控制器电路框图;

图2为图1中控制器的MCU局部电路图;

图3为图1中控制器的ISP串口接入电路图;

图4为图1中闭合线圈接线示意图;

图5为图1中控制器的工作方法流程图;

图6为图1中控制器的一种应用示意图。

具体实施方式

参照图1,本发明提出的一种基于人体接近检测的键盘背光控制器,包括:MCU、PWM/GPIO、背光LED、闭合线圈、光照传感器和电源线路,还包括ISP下载线路接口。

背光LED通过PWM/GPIO连接MCU,闭合线圈和光照传感器、ISP下载线路接口均连接MCU。ISP下载线路接口用于向MCU烧入控制程序。

闭合线圈安装在键盘上,用于根据容值变化检测人体,当人体与闭合线圈的距离小于预设的距离阈值,闭合线圈的容值变化。具体的,根据闭合线圈的线圈大小,可设置对应的预设阈值,当闭合线圈的容值达到或者大于预设阈值,则说明人体与闭合线圈的距离小于预设的距离阈值。

人在使用键盘的时候,往往是两个手掌压在触摸板两侧,或者一个手压在触摸板的一侧,另一个手拖动鼠标。本实施方式中,触摸板的两侧分别安装有一个闭合线圈,分别为第一个闭合线圈T1和第二个闭合线圈T2。如此,可以保证人在使用笔记本的时候,总有最少一个线圈可以检测到人体。

光照传感器用于检测光照强度,为根据环境光强调整背光强度奠定基础。

MCU用于根据闭合线圈和光照传感器的检测结果通过PWM/GPIO控制背光LED工作。具体的,MCU通过PWM调节背光LED的亮度和颜色,并通过GPIO控制背光LED的亮与灭。

参照图2、图3、图4,本实施方式中,MCU采用SC93F8431。MCU的VDD引脚连接电源电路的供电输出端(VCC3.3),并通过第一电容()接地。MCU的VDD引脚和CMOD/P5.2引脚之间串联第二电容(C2),MCU的CMOD/P5.2引脚和VSS引脚之间串联第三电容(C3)。MCU的Tck/P1.2/TK21引脚和Tdio/P1.3/TK20引脚用于连接ISP下载线路和串口,MCU的P1.4/TK19引脚连接光照传感器,MCU的和P1.5/TK18引脚和P2.6/TK14分别连接第一个闭合线圈T1和第二个闭合线圈T2。MCU的P1.1/TK22/RST引脚悬空,其剩余引脚P0.0/TK0、P0.1/TK1、P0.5/TK5/SCK、P2.0/TK8/SDA、P2.1/TK9、P2.4/TK12和P2.5/TK13均用于连接背光LED。具体的,P0.0/TK0、P0.1/TK1、P2.1/TK9、P2.4/TK12和P2.5/TK13均直接连接背光LED,P0.5/TK5/SCK通过第四电阻R4连接一个背光LED,P2.0/TK8/SDA通过第五电阻R5连接一个背光LED。

本实施方式中,当闭合线圈的容值达到预设阈值,MCU获取光照传感器检测到的光照值,并将光照值与预设的光照阈值比较,然后根据比较结果计算背光强度并配置背光。

参照图5,具体的,本实施方式提供的基于人体接近检测的键盘背光控制器,其工作方法包括以下步骤。

S1、初始化定时器。本步骤中,将计时标志位SCAN_FLAG更新为低电平。

S2、打开定时器并计数,根据计数结果更新计时标志位SCAN_FLAG。本步骤具体为:重新配置定时器后开始计时,并实时判断计时是否达到预设的上限时间值,是,则将定时器清零,并将计时标志位SCAN_FLAG更新为高电平。

S3、判断定时器中的计时标志位SCAN_FLAG是否为高电平,即判断SCAN_FLAG是否等于1。

S4、是,则读取闭合线圈的容值。

S5、判断是否有任一闭合线圈的容值大于预设阈值。

S6、否,则返回步骤S1,重新检测;是,则读取光照传感器的光照值。

如此,结合步骤S4-S6,使得该控制器只在人体靠近闭合线圈,即键盘有操作时检测光照,为背光只在电脑工作的情况下开启奠定了基础,避免了背光一直工作造成的能源浪费。

S7、判断光照值是否低于光照阈值。

S8、否,则返回步骤S1,重新检测。是,则计算背光强度,并根据计算结果配置背光LED。如此,只有光线暗到一定程度的时候,才允许触发背光,以免在正常光线下开启背光,浪费电能。

如此,结合步骤S6和步骤S8,实现了根据工作需要和环境光强对于电脑背光的智能开启和调节,即实现了背光的自动控制,又节约了电能。且,本实施方式提供的背光控制器即控制方法,结构简单,不需要更改键盘,具有普遍适用性。

S9、重置计时标志位SCAN_FLAG,然后返回步骤S1。

本实施方式中,结合步骤S2-S4,该控制器中通过中断的方式进行定时检测,当达到定时检测的时间点的时候,SCAN_FLAG在中断中被置位,代表要进行人体检测,光照检测,同时要配置一次背光的状态。如此,通过定时检测,可防止不停的扫描检测工作导致MCU功耗太大。

以上提供的该基于人体接近检测的键盘背光控制器的工作方法,为不与笔记本的其他部件进行通信时的工作方法,该方法为一种最普通的使用模式。在实际应用中,当该控制器与SOC或者与EC通过总线连接的时候,还可以有诸多应用方案。

以下通过一个具体的实施例介绍一种基于该发明的一种应用方案。

参照图6,该实施例主要针对对某些按键的使用频率要远远的高于其他按键的游戏玩家或者特殊职业使用者。以游戏玩家为例,则W/A/S/D四个按键的使用率要远远高于其他的按键,因为这四个按键在游戏中多配置为前后左右的移动。

针对这类用户模式,本实施例基于该控制器,将该控制器与EC通过UART进行连接,EC和键盘连接。在键盘有按键按下的时候,EC通过行列扫描检测到那个按键被按下,并通知系统,这个值以ASCII的形式发出,在游戏模式下,令EC再将此码值发给系统的同时通过UART发给该背光控制器的MCU。MCU定期计算每个按键的使用频率,将频率使用高的按键变成其他的颜色,比如如果游戏玩家使用最多的按键是ASDW,那么这四个按键在使用时候,会慢慢从白光变为红光,随着频率的增大,最后变成火红色,给用户比较炫酷的使用体验。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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