按键输入装置还包括参考电压设定电路201，电压比较器200的第二输入端连接参考电压设定电路201输入参考电压，参考电压设定电路包括第二电阻R2、第三电阻R3和第二电容C2，电压比较器的反相输入端分别连接第二电容C2、第二电阻R2和第三电阻R3的一端，第二电阻R2的另一端连接电源，第三电阻R3和第二电容的另一端接地。
[0081]参考电压设定电路201采用电阻分压式来调整需要的参考电压值。参考电压设定电路201包括第二电阻R2、第三电阻R3和第二电容C2，第二电阻R2、第三电阻R3组成电阻分压的方式来调整需要的参考电压值Vref，第二电容C2主要是起滤波、稳定参考电压Vref直流电平的作用，第二电容C2在一定程度上能保证参考电压Vref的电平值稳定不易波动。参考电压值Vref的设定，主要是为电压比较器的反相输入端提供一个参考电压值。参考电压Vref加在所有电压比较器的反相输入端，各电压比较器的同相输入端则作为按键信号输入端。
[0082]在无按键触发时，各电压比较器的同相输入端会有一个固定静态直流电压Vin，此值会跟随第一电阻Rl的阻值而变化，阻值越大，Vin电压值越大，但Vin最大不会超过350?400mV(毫伏)左右，因而参考电压值Vref设定的值一定会比Vin值要更小。因在无按键信号时同相端的信号Vin值一直会大于参考电压Vref的电平值，因而各电压比较器输出端口在上拉电阻R的上拉作用下会保持输出高电平。因电压比较器是开集输出的，所以需要加上拉电阻，阻值一般可选在3K?1K之间。上拉的电源，视微控制器的需要的电平值而定。
[0083]请参阅读7和图8，图7为电压信号输入电压比较器之前的波形，图8是电压比较器输出的对应的矩形波。
[0084]在图7中的①区当未按按键时，因Vin电平值一直大于参考电压Vref的电压值，所以对应的图8中输出一直为高电平。在②区，虽有一个按键按下，产生第一电压，但其产生的负半周低谷峰值电压值没有小于参考电压Vref的电压值，所以当次的按键动作视为无效按键波形，输出高电平。在④区，再有一个按键被按下产生第一电压，其产生的负半周低谷峰值电压值在一定时间段内小于Vref的电压值，所以小于Vref的电压值的这段时间，通过电压比较器的处理，则自动转换为低电平输出。通过判断在一段时间内第一电压是否小于参考电压Vref值，判断弱电压矩形波信号是否有效。
[0085]在参考电压Vref的设定上，若触摸按压力度与灵敏度配合所用的金属面板在合适能满足设计产品需要时，参考电压Vref直接接地处理设为0V。因为将地平面作为Vref的参考基准电压值是最可靠稳定的，且不会受到干扰。当参考电压Vref将地设为基准时，第四电阻R4为OR或直接接地处理。在使用的金属面板较厚时，因按压金属面板产生的形变小了，对应产生的波形负半周的幅值也会变小，这时可以通过缩小参考电压Vref与Vin的差值来进行改善，也就是将参考电压Vref电压值设高点。当然Vref电压值设的越高，Vref与Vin的差值会越小，按键越容易触发，但其可靠性和抗干扰能力也会大大变差。
[0086]在另一种实施方法中，微控制器的输出端分别连接蜂鸣器驱动电路和指示灯驱动电路。微控制器300输出有效按键对应的键值的同时，还给1驱动接口信号，1驱动接口分别输出电压驱动信号，分别向蜂鸣器驱动电路和指示灯驱动电路发送驱动信号。蜂鸣器驱动电路主要用于按键发声用，当按键被有效按下时，发出一声响声。指示灯驱动电路主要用于按键状态指示用，当按键被有效按下时，相应键的指示灯亮一下，从而提高按键使用的体验效果。蜂鸣器驱动电路和指示灯驱动电路可采用电路实现，在此不再赘述。
[0087]微控制器为适应各种产品的通讯接口设计需要，有效键值可通过现比较惯用的三种串口通迅方式进行输出给其它设备模块使用，串行接口为I2C(Inter — IntegratedCircuit)、UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)和 SPI (串行外设接口Serial Peripheral Interface)中的任意一种，视产品实际需要进行三选一使用。
[0088]上述的基于压电效应的按键输入装置，通过将施加在按键盘面板表面上的按压力度通过面板的形变将力传递给压电材料，由压电材料将该力度信号转换为波形不规则的弱电压脉冲信号，再通过相应电路和微控制器实现触摸按键功能。能触发的关键因素只在于是否通过按键面板的瞬间变形度使压电材料被施加力度，根据这个特性，该按键输入装置不怕EMC方面的环境电磁干扰和具有磁性或强幅射源器件的干扰，任何物体触碰按键施加力度足够都可以触发按键响应，面板可以采用全封闭的面板，因而不会由于附在按键表面的水、各类油污、液态物体而导致按键原有功能错乱或失效，且面板可采用金属材质的面板材料也可采用绝缘性质的面板材料。
[0089]上述基于压电效应的按键输入装置，因采用压力形变变化量的检测方式实现按键功能，最小按压力度可做到:30gf (克力)?10gf这个力度之间，所以触摸的按压力度相对机械按键更小、并且相对于传统的机械按键有无机械触点，无磨损，无电火花产生，使用寿命明显延长的优点。
[0090]上述基于压电效应的按键输入装置，相对电容触摸按键，无需要有电容变化的物体或人体触摸才能触发按键响应这个限制，在EMC方面的抗扰能力综合性能要明显更强，基本可和机械按键的媲美，且键盘PCB布局走线要求更低、及空间结构设计的限制，也均无特殊注意事项，大大降低了产品开发难度。
[0091]上述基于压电效应的按键输入装置，可用于各种需要按键输入的电子设备，如楼宇对讲系统中的门口主机的按键面板、分机的按键面板以及其它需要有按键输入装置的设备或个人消费产品。
[0092]基于相同的发明构思，本发明还提供一种基于压电效应的按键输入方法，请参阅图9，包括以下步骤:
[0093]SlOO:压电材料在外力按压按键时产生第一电压；
[0094]S200:将第一电压与参考电压进行比较并根据比较结果输出矩形波信号；
[0095]S300:判断矩形波信号是否为有效矩形波信号；
[0096]若判定结果为是，则执行步骤S400:输出与有效矩形波信号对应按键的键值。
[0097]压电效应是指某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态。
[0098]压电材料具有压电效应的特性，在外界压力的作用下产生电压。通过按压按键表面，将施加在按键表面的按压力度，通过按键面板的形变将力传给压电材料，由压电材料将该压力转换为波形不规则的弱电压矩形波信号，产生第一电压。
[0099]在本实施方式中，压电材料采用压电陶瓷片，在其它实施方式中，也可以采用其它能产生压电效应的压电材料。
[0100]比较第一电压和参考电压的大小，具体可使用电压比较器进行比较。电压比较器具有第一输入端和第二输入端，其中第一输入端与压电材料连接，用于输入第一电压，第二输入端输入参考电压。本实施方式中，电压比较器的第一输入端与压电陶瓷片的正极连接，第二输入端输入参考电压。电压比较器比较第一电压和参考电压的大小，根据比较结果输出高电平信号或低电平信号，连续的高、低电平形成矩形波信号。
[0101]微控制器接收电压比较器输出的矩形波信号，并判断矩形波信号是否有效矩形波信号，在判定为有效矩形波信号时输出与有效矩形波信号对应按键的键值。
[0102]有效矩形波信号对应的当次按压按键为有效按键，视为人为主动的按键操作，则微控制器输出与有效矩形波信号对应按键的键值。键值预先定义，可采用16进制数值表示某个按键功能，例如:键值0x01可代表数字按键“0”、键值OxOA可代表呼叫管理处等。
[0103]该基于压电效应的按键输入方法，通过利用压电材料的压电效应，采用压力形变变化量的检测方式实现按键功能，所以触摸的按压力度相对机械按键更小，并且相对于传统的机械按键具有无机械触点，无磨损，无电火花产生，使用寿命明显延长的优点。因无机械触点所以按键盘表面可做成一体化面板，因而可以有效解决面板不能防尘、防水、防各类油污的侵入的问题。按键面板既可采用金属材质的面板材料，也可采用绝缘性质的面板材料。该按键输入装置通过微控制器对脉冲信号是否为有效信号进行判断，能够滤除各种抖动干扰和环境震动干扰，从而实现按键的精确输入。
[0104]在另一种实施方式中，请参阅图10，步骤S300包括: