一种按键采集电路和按键设备的制作方法

本实用新型涉及电路技术领域，尤其涉及一种按键采集电路和按键设备。

背景技术：

随着科技的发展，电子产品例如手机、电视机、个人数字助理和游戏机等不断更新换代，而围绕电子产品的周边附件产品也层出不穷。

当前，电子产品的外设与配件中有很多需要通过按键实现其功能，比如键盘、遥控器、手柄等。现有技术中的按键设备上的按键都是独立按键，例如可以为矩阵按键或者单模/数转换(analog-to-digitalconverter，adc)分压采集按键，此种独立按键直接用微控制单元(microcontrolunit，mcu)的i/o管脚构成的单个按键电路，即每个按键会单独占用一个i/o管脚，以使各按键之间相互独立，互不影响。

但是，当按键设备中设置有多个独立按键时，需要mcu具有与独立按键的数量相同的多个的i/o管脚，如此当按键数量较多时，现有的mcu的i/o管脚无法满足需求，从而不利于按键设备的低成本，使得按键设备具有较差的实用性。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种按键采集电路和按键设备，以解决现有技术中按键设备的成本高，按键电路实用性差的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种按键采集电路，包括：微处理器、按键主路以及多条按键支路；

各所述按键支路相互并联；每条所述按键支路包括一按键和与所述按键串联的支路电阻；所述按键的第一端通过所述支路电阻与所述按键主路电连接，所述按键的第二端接地；所述按键接收外部控制信号，并控制所述支路电阻与所述按键主路形成回路；各所述按键支路的支路电阻的阻值互不相同；

所述按键主路包括供电电源和分压模块；所述分压模块的第一输入端与供电电源电连接，所述分压模块的第二输入端与各所述按键支路电连接；

所述微处理器的第一信号采集端与所述分压模块的第二输入端电连接，所述微处理器的第二信号采集端与所述分压模块的信号输出端电连接；所述微处理器的第一信号采集端采集所述分压模块与各所述按键支路之间的第一电势；所述微处理器的第二信号采集端采集所述分压模块输出的第二电势；所述微处理器根据所述第一电势和所述第二电势确定出接收到所述外部控制信号的所述按键。

可选的，阻值相邻的两个所述支路电阻的差值δr的取值范围为：1ω≤δr≤20000ω。

可选的，所述分压模块包括第一分压电阻和第二分压电阻；

所述第一分压电阻的第一端与所述供电电源电连接；所述第一分压电阻的第二端与所述第二分压电阻的第一端电连接；所述第二分压电阻的第二端与各所述支路电阻的第一端电连接；

所述微处理器的第一信号采集端与所述第二分压电阻的第二端电连接，所述微处理器的第二信号采集端与所述第一分压电阻的第二端电连接。

可选的，所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的阻值rf取值范围为：10ω≤rf≤1mω。

可选的，所述按键采集电路还包括：稳压模块；

所述稳压模块与所述供电电源和所述分压模块电连接；所述供电电源为所述稳压模块提供充电电压；所述稳压模块为所述分压模块提供稳压信号。

可选的，所述稳压模块包括稳压电容；

所述稳压电容的第一端与所述供电电源和所述分压模块电连接；所述稳压电容的第二端接地。

可选的，所述稳压电容的电容值c1的取值范围为：0.01μf≤c1≤10μf。

可选的，所述按键采集电路还包括：滤波模块；

所述滤波模块的第一输入端与所述微处理器的第一信号采集端电连接，所述滤波模块的第二输入端与所述微处理器的第二信号采集端电连接；所述滤波模块对所述微处理器的第一信号采集端和第二信号采集端采集的信号进行滤波去噪。

可选的，所述滤波模块包括第一滤波电容和第二滤波电容；

所述第一滤波电容的第一端与所述微处理器的第一信号采集端电连接，所述第一滤波电容的第二端接地；所述第二滤波电容的第一端与所述微处理器的第二信号采集端电连接，所述第二滤波电容的第二端接地。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种按键设备，包括：上述按键采集电路。

本实用新型实施例提供的一种按键采集电路和按键设备，该按键采集电路包括微处理器、按键主路和多条按键支路，各按键支路相互并联且电连接于按键主路与地之间；每一按键支路包括一按键和与该按键串联的支路电阻，且各按键支路的支路电阻的阻值互不相同，以在用户或外部控制器为相应的按键提供控制信号时，微处理器能够根据其第一信号采集端采集的第一电势和第二信号采集端采集的第二电势确定出接收到外部控制信号的按键。本实用新型实施例能够通过微处理器的两个信号采集端对多个按键的动作情况进行判断，从而无需在微处理器中设置于多个按键支路一一对应的信号采集端，能够减少微处理器的引脚数量，降低按键采集电路的成本，进而降低按键设备的成本，增强按键采集电路的实用性。此外，微处理器能够基于其第一信号采集端采集的第一电势和第二信号采集端的第二电势对按键的动作情况进行采集，相较于第一信号采集端进行信号采集的情况，能够提高检测精度。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种按键采集电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种按键采集电路的具体电路图；

图3是本实用新型实施例提供的又一种按键采集电路的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的又一种按键采集电路的具体电路图；

图5是本实用新型实施例提供的又一种按键采集电路的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的又一种按键采集电路的具体电路图；

图7是本实用新型实施例提供的一种按键设备的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

本实用新型实施例提供一种按键采集电路，该按键采集电路能够对用户是否按下相应的按键进行判断，以能够执行相应的功能。图1是本实用新型实施例提供的一种按键采集电路的结构示意图。如图1所示，该按键采集电路100包括微处理器30、按键主路20以及多条按键支路10。

其中，各按键支路10相互并联；每条按键支路11～1n包括一按键a1～an和与该按键a1～an串联的支路电阻r1～rn；按键a1～an的第一端通过支路电阻r1～rn与按键主路20电连接，按键a1～an的第二端接地；按键a1～an接收外部控制信号，并控制支路电阻r1～rn与按键主路20形成回路；各按键支路11～1n的支路电阻r1～rn的阻值互不相同；按键主路20包括供电电源vcc和分压模块21；分压模块21的第一输入端与供电电源vcc电连接，分压模块22的第二输入端与各按键支路11～1n电连接；微处理器30的第一信号采集端adc1与分压模块21的第二输入端电连接，微处理器30的第二信号采集端adc2与分压模块21的信号输出端电连接；微处理器30的第一信号采集端adc1采集分压模块21与各按键支路11～1n之间的第一电势u1；微处理器30的第二信号采集端采集分压模块21输出的第二电势u2；微处理器30根据第一电势u1和第二电势u2确定出接收到外部控制信号的按键。

示例性的，按键支路11～1n中的按键a1～an例如可以包括机械开关。当用户按下按键a1时，该按键a1中的机械开关闭合，使得按键主路20与按键支路11导通。按键主路20的供电电源vcc提供的供电电压通过分压模块21分压后输入至按键支路11，支路电阻r1会对输入至按键支路11的电压进行分压，此时微处理器30的第一信号采集端adc1采集按键支路11与按键主路20之间的第一电势u1，微处理器30的第二信号采集端adc2采集按键主路20中分压模块21输出的第二电势u1，该第一电势u1和第二电势u2与支路电阻r1的阻值相关，此时微处理器30可该第一电势u1和第二电势u2确定出按键支路11中的按键a1被用户按下，以执行按键a1所定义的功能。由于各按键支路11～1n中的支路电阻r1～rn互不相同，因此各按键支路11～1n中的支路电阻r1～rn的分压作用不同，当各按键支路11～1n分别与按键主路20导通时，微处理器30所采集的信号各不相同，以使微处理器30能够根据所采集的信号执行各按键a1～an所定义的功能，从而能够使各按键a1～an实现不同的功能。

此外，各按键支路11～1n的各按键a1～an也可组合使用，此时组合使用的各按键需要分时按下，微处理器30可在预设的间隔时间内进行采样。示例性的，当按键a1与按键a2分时按下时，按键a1按下后按键支路11与按键主路20导通，微处理器30采集一次信号，此时微处理器30所采集的信号与支路电阻r1的阻值相关；在预设的间隔时间内若按键a2按下，微处理器30再采集一次信号，此时微处理器30所采集的信号与支路电阻r1和支路电阻r2的阻值相关，因此可结合两次采集的信号判断第一次按下按键a1以及第二次按下按键a2，以执行按键a1和按键a2共同按下时定义的功能。

本实用新型实施例中各按键支路的支路电阻的阻值互不相同，通过在按键支路与按键主路导通时，微处理器的第一信号采集端和第二信号采集端分别采集按键支路与按键主路之间的第一电势和分压模块输出的第二电势，并根据所采集的第一电势和第二电势确定接收到外部控制信号的按键，以能够执行相应按键的功能，如此无需时微处理器与各按键支路之间具有一一对应的信号采集端口，仅需微处理器的两个采集端，就能够实现对多个按键支路的信号进行采集，并执行相应按键支路中按键的功能，从而能够节省成本，且具有较高的检测精度。

需要说明的是，本实用新型实施例中11～1n指的是11、12、13、14、15、…、1n，r1～rn指的是r1、r2、r3、r4、r5、…、rn，a1～an指的是a1、a3、a3、a4、a5、…、an，其中n为大于2的正整数。

可选的，继续参考图1，阻值相邻的两个支路电阻的差值δr的取值范围为：1ω≤δr≤20000ω。其中，支路电阻r1～rn的阻值互不相同，若r1＜r2＜r3＜r4＜r5＜…＜rn，则有r1与r2的阻值相邻，r2与r3的阻值相邻，r3与r4的阻值相邻，r4与r5的阻值相邻，…，rn-1与rn的阻值相邻。阻值相邻的两个支路电阻的差值δr例如可以为r1与r2之间的差值，即δr＝r2-r1。通过使阻值相邻的两个支路电阻的差值δr的取值范围设置为1ω≤δr≤20000ω，一方面能够满足微处理器30对各支路电阻分压后所采集的信号进行区分，另一方面能够使各支路电阻的体积足够小，有利于简化电路结构。

可选的，图2是本实用新型实施例提供的一种按键采集电路的具体电路图。如图2所示，在上述实施例的基础上，分压模块21包括第一分压电阻rf1和第二分压电阻rf2；第一分压电阻rf1的第一端与供电电源vcc电连接；＝第一分压电阻rf1的第二端与第二分压电阻rf2的第一端电连接；第二分压电阻rf2的第二端与各支路电阻r1～rn的第一端电连接；微处理器30的第一信号采集端adc1与第二分压电阻rf2的第二端电连接，微处理器30的第二信号采集端adc2与第一分压电阻rf的第二端电连接。

如此，微处理器30的第一信号采集端adc1能够采集第二分压电阻rf2与按键支路之间的第一电势u1，微处理器30的第二信号采集端adc2能够采集第一分压电阻rf1和第二分压电阻rf2之间的第二电势u2，从而能够根据第一电势u1和第二电势u1准确地判断出按键闭合的按键支路，以执行相应的按键功能。

可选的，继续参考图2，,第一分压电阻r1和第二分压电阻r2的阻值rf取值范围为：10ω≤rf≤1mω。如此，一方面能够使第一分压电阻rf1和第二分压电阻rf2起到相应的分压作用，另一方面，能够防止因分压电阻rf1和rf2过大影响电路的性能。

可选的，图3是本实用新型实施例提供的又一种按键采集电路的结构示意图。如图3所示，在上述实施例的基础上，按键采集电路100还包括稳压模块40；该稳压模块40与供电电源vcc和分压模块21电连接；供电电源vcc为稳压模块40提供充电电压；稳压模块40为分压模块21提供稳压信号。

具体的，供电电源vcc提供的供电电压输入至分压模块21，并经分压模块21分压后传输至各按键支路中。当供电电源vcc提供的供电电压发生波动或电量不足时，将会影响微处理器30的第一信号采集端adc1和第二信号采集端adc2采集的信号。通过按键采集电路中设置稳压模块40，以在供电电源vcc提供的供电电压为稳定值时，一部分输入至分压模块21，另一部分存储于稳压模块40中，从而在供电电源vcc提供的供电电压发生波动或电量不足时，稳压模块40可以通过放电的方式释放所存储的电量，以能够为整个电路提供稳定的供电电压。

示例性的，图4是本实用新型实施例提供的又一种按键采集电路的具体电路图。如图4所示，该稳压模块40例如可以包括稳压电容c1。该稳压电容c1的第一端与供电电源vcc和分压模块21电连接；稳压电容c1的第二端接地。其中，稳压电容c1的电容值c1的取值范围为0.01μf≤c1≤10μf，如此，一方面可以满足稳压要求，另一方面能够减小稳压电容c1的占用空间，有利于按键采集电路的小型化和简单化。

可选的，图5是本实用新型实施例提供的又一种按键采集电路的结构示意图。如图5所示，在上述实施例的基础上，该按键采集电路100还包括滤波模块50。该滤波模块50的第一输入端与微处理器30的第一信号采集端adc1电连接，滤波模块50的第二输入端与微处理器30的第二信号采集端adc2电连接；滤波模块50对微处理器30的第一信号采集端和第二信号采集端采集的信号进行滤波去噪。如此，能够进一步提高按键采集电路信号采集的准确度。

示例性的，图6是本实用新型实施例提供的又一种按键采集电路的具体电路图。如图6所示，滤波模块50包括第一滤波电容c2和第二滤波电容c3；第一滤波电容c2的第一端与微处理器30的第一信号采集端adc1电连接，第一滤波电容c2的第二端接地；第二滤波电容c3的第一端与微处理器30的第二信号采集端adc2电连接，第二滤波电容c3的第二端接地。如此，通过两个滤波电容分别对微处理器30的第一信号采集端adc1和第二信号采集端adc2采集的信号进行滤波去噪，从而能够提高按键采集电路的采集精度。

本实用新型实施例还提供了一种按键设备，该按键设备包括本实用新型实施例提供的按键采集电路，因此该按键设备也具有本实用新型实施例提供的按键采集电路所具有的有益效果，相同之处可参照上文理解，下文中不再赘述。

示例性的，图7是本实用新型实施例提供的一种按键设备的结构框图。如7所示，按键设备200包括本实用新型实施例提供的按键采集电路100。该按键设备200例如可以为键盘、遥控器、游戏手柄等，本发明实施例对此不做具体限定。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。