一种矩阵按键检测电路的制作方法

本实用新型涉及一种矩阵按键电路，尤其涉及一种矩阵按键检测电路。

背景技术：

在需要用到按键比较的场合，普遍会采用矩阵按键的方式。矩阵按键具有使用CPU引脚少和输入的按键数量多的优点。常规使用的矩阵按键的读取方式中，是使用不断扫描的方式对行列按键值进行读取，这种现有的扫描的方式存在额外消耗CPU资源的弊端。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是需要提供一种能够降低CPU扫描资源的矩阵按键检测电路。

对此，本实用新型提供一种矩阵按键检测电路，包括：触发信号电路和矩阵键盘电路，所述矩阵键盘电路包括矩阵键盘和移位寄存器，所述触发信号电路和移位寄存器分别与所述矩阵键盘相连接，所述触发信号电路和移位寄存器分别连接至外部的控制电路。

本实用新型的进一步改进在于，所述触发信号电路包括电阻R458、二极管D47、二极管D46和二极管D45，所述电阻R458的一端连接至外部的控制电路，所述电阻R458的另一端分别连接至所述二极管D47的阳极、二极管D46的阳极和二极管D45的阳极，所述二极管D47的阴极、二极管D46的阴极和二极管D45的阴极分别连接至所述矩阵键盘。

本实用新型的进一步改进在于，所述触发信号电路还包括电阻R459，所述电阻R459的一端连接至上电位端，所述电阻R459的另一端分别连接至所述二极管D47的阳极、二极管D46的阳极和二极管D45的阳极。

本实用新型的进一步改进在于，所述上电位端连接至3.3V的直流电源。

本实用新型的进一步改进在于，所述外部的控制电路包括CPU主控模块，所述触发信号电路和移位寄存器分别与所述CPU主控模块相连接。

本实用新型的进一步改进在于，所述外部的控制电路还包括扬声器电路，所述扬声器电路包括电阻R417、电阻R113、三极管Q1和蜂鸣器U5，所述电阻R417的一端连接至所述CPU主控模块的扬声器使能管脚，所述电阻R417的另一端分别连接至电阻R113的一端和三极管Q1的基极，所述电阻R113的另一端和三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极连接至所述蜂鸣器U5的一个管脚，所述蜂鸣器U5的另一个管脚连接至电源端。

本实用新型的进一步改进在于，所述外部的控制电路还包括3.3V直流供电模块和电池供电模块，所述3.3V直流供电模块和电池供电模块分别连接至所述CPU主控模块的电源供电管脚和电池供电管脚。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：通过改进矩阵按键检测电路的电路结构，增加了触发信号电路，进而能够在有按键按下的时候，主动向外部的控制电路（如CPU）发出按下请求信号，外部的控制电路接到请求信号之后，再对矩阵键盘进行扫描读取，进而能够通过硬件方式避免不必要的CPU扫描资源的浪费，提高了工作效率。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的模块结构示意图；

图2是本实用新型一种实施例的工作原理示意图；

图3是本实用新型一种实施例的矩阵键盘的电路原理图；

图4是本实用新型一种实施例的控制电路的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明。

如图1和图2所示，本例提供一种矩阵按键检测电路，包括：触发信号电路1和矩阵键盘电路2，所述矩阵键盘电路2包括矩阵键盘201和移位寄存器202，所述触发信号电路1和移位寄存器202分别与所述矩阵键盘201相连接，所述触发信号电路1和移位寄存器202分别连接至外部的控制电路3。

如图2所示，本例所述触发信号电路1包括电阻R458、二极管D47、二极管D46和二极管D45，所述电阻R458的一端连接至外部的控制电路3，所述电阻R458的另一端分别连接至所述二极管D47的阳极、二极管D46的阳极和二极管D45的阳极，所述二极管D47的阴极、二极管D46的阴极和二极管D45的阴极分别连接至所述矩阵键盘201。优选的，本例所述触发信号电路1还包括电阻R459，所述电阻R459的一端连接至上电位端，所述电阻R459的另一端分别连接至所述二极管D47的阳极、二极管D46的阳极和二极管D45的阳极。所述上电位端连接至3.3V的直流电源。

如图3所示的是本例的矩阵键盘201的电路设计原理示意图，黑色的圆圈指的是按键，一旦按键按下，那么横向和纵向的交点就会导通；横向和纵向的黑线是导线。在没有按键按下的时候，S-KEY1#、S-KEY2#和S-KEY3#会因为5V上拉，而处于高电平，触发信号也是处于高电平。CPU会让EXL-KEY1#、EXL-KEY2#、EXL-KEY3#和EXL-KEY4#处于0V。一旦S-KEY1#、S-KEY2#和S-KEY3#上任意一个按键被按下，那么触发信号就会被拉低，处于低电平。CPU一旦接收到触发信号从高电平变为低电平的时候，才触发按键扫描程序对矩阵按键进行扫描。CPU为CPU主控模块中的主控芯片U40。

与常规的矩阵按键相比，本例通过所述触发信号电路1增加了触发信号的回传。

如图2所示，本例所述触发信号电路1的电阻R459是起到限流作用，防止直连电流过大，有大的灌电流引入所述CPU主控模块中的主控芯片U40。二极管D47、二极管D46和二极管D45的正极会接入3.3V，负极在没有按键按下的时候，会接入5V，这几个二极管的作用是起到电流单向导通，防止5V一端的电流倒灌到3.3V一侧。

当按键被按下的时候，二极管负极一侧会被拉为0V，从而二极管正负极存在电压差，二极管得以导通，二极管两侧的压差会变为二极管导通电压。此时，连接至外部的控制电路3的P5_10-KEY-INT端就会检测到低电平，从而触发信号生效。

如图2所示，本例所述矩阵键盘电路2中，在触发信号消失之后，意味着按键已经松开，此时，CPU不需要再扫描矩阵按键。CPU在没有扫描矩阵按键的时候，会让S-KEY1#、S-KEY2#、S-KEY3#和S-KEY4#处于高电平，让EXL-KEY1#、EXL-KEY2#、EXL-KEY3#和EXL-KEY4#处于低电平。只要有其中任何一个按键（因为本例优选只用到12个按键，所以，优选只针对S-KEY1#、S-KEY2#和S-KEY3#做了处理）被按下，触发信号就会被触发。触发信号一旦被触发，CPU就会启动扫描程序。

在扫描的工作过程中，一、让S-KEY1#、S-KEY2#、S-KEY3#、S-KEY4#、EXL-KEY1#、EXL-KEY2#、EXL-KEY3#和EXL-KEY4#全部处于高电平；二、每次只让EXL-KEY1#、EXL-KEY2#、EXL-KEY3#和EXL-KEY4#中的一个变成低电平，查看哪一个线变为低电平的时候，触发信号能检测到有效，记录下该信号为ROW；三、让S-KEY1#、S-KEY2#、S-KEY3#、S-KEY4#、EXL-KEY1#、EXL-KEY2#、EXL-KEY3#和EXL-KEY4#全部处于高电平；四、每次只让S-KEY1#、S-KEY2#和S-KEY3#中的一个变成低电平，查看哪一个线变为低电平的时候，触发信号能检测到有效，记录下该信号为COLUMN；五、ROW、COLUMN的值就唯一确定了按键在矩阵中的位置。

如图4所示，本例所述外部的控制电路3包括CPU主控模块，CPU主控模块包括主控芯片U40及其外围电路，所述触发信号电路1和移位寄存器202分别与所述CPU主控模块相连接。

优选的，本例所述外部的控制电路3还包括扬声器电路301，所述扬声器电路301包括电阻R417、电阻R113、三极管Q1和蜂鸣器U5，所述电阻R417的一端连接至所述CPU主控模块的扬声器使能管脚，所述电阻R417的另一端分别连接至电阻R113的一端和三极管Q1的基极，所述电阻R113的另一端和三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极连接至所述蜂鸣器U5的一个管脚，所述蜂鸣器U5的另一个管脚连接至电源端。用于实现扬声器功能。

优选的，本例所述外部的控制电路3还包括3.3V直流供电模块302和电池供电模块303，所述3.3V直流供电模块302和电池供电模块303分别连接至所述CPU主控模块的电源供电管脚和电池供电管脚，进而能够兼容直流供电和电池供电。

综上所述，本例通过改进矩阵按键检测电路的电路结构，增加触发信号电路1，进而能够在有按键按下的时候，主动向外部的控制电路3（如CPU）发出按下请求信号，外部的控制电路3接到请求信号之后，再对矩阵键盘201进行扫描读取，进而能够通过硬件方式避免不必要的CPU扫描资源的浪费，提高了工作效率。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。