一种矩阵式键盘状态识别及编码电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种键盘的扫描电路，尤其是一种矩阵式键盘状态识别及编码电 路。
【背景技术】
[0002] 随着嵌入式技术的不断发展，当前各类电子产品普遍采用微控制器作为控制核 心，键盘作为主要的输入设备，得到了广泛的应用。
[0003] 目前的键盘扫描主要由微控制器所控制，需要通过运行微控制器中的程序来进 行，遇到干扰，造成程序飞跑，扫描程序将不能正常工作。
[0004] 申请号为CN201010153560.2的发明专利"一种矩阵键盘的快速扫描定位方法"采 用键盘中断触发的方式进入键盘的扫描定位过程，采用多次重复键盘扫描步骤的方法判断 按键是否有效，并对所获得的键值进行状态判断；如果多次采样状态相同，则处于稳定状 态，键值有效;如果多次采样状态不同，键值无效。单键操作或组合键操作需要单独判断，如 是单键操作，则进入单键处理模式;如是组合键操作，则进入组合键处理模式。该专利所述 方法解决了由于键盘自身的机械特性造成的键盘抖动而引起错键、连续触键等错误问题， 以及对组合键和重复按键的支持问题。但所述方法单键操作与组合键操作需要分别处理； 没有考虑键盘状态维持一段时间到后才执行有效操作的键盘操作功能;增减按键操作功能 或者是调整按键操作功能时，需要修改键盘扫描定位程序结构。
【发明内容】
[0005] 为了解决现有键盘扫描定位方法存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种矩 阵式键盘状态识别及编码电路，由矩阵式键盘、第一缓冲寄存器、第二缓冲寄存器、编码器 组成。
[0006] 所述矩阵式键盘共有X行、Y列，设有N位键盘状态信号输出端;所述N位键盘状态信 号为电平信号;所述N=X+Y。所述矩阵式键盘设有取样脉冲输入端。
[0007] 所述第一缓冲寄存器为N位二进制寄存器;第一缓冲寄存器的N位数据输入端连接 至N位键盘状态信号输出端。
[0008] 所述第二缓冲寄存器为N位二进制寄存器;第二缓冲寄存器的N位数据输入端连接 至第一缓冲寄存器的N位数据输出端。
[0009] 所述编码器有2 X N位编码输入端;所述2 X N位编码输入端中的N位数据输入端连 接至第一缓冲寄存器的N位数据输出端，另外N位数据输入端连接至第二缓冲寄存器的N位 数据输出端;所述编码器有Μ位键号输出端。
[0010]所述第一缓冲寄存器的接收脉冲输入端和第二缓冲寄存器的接收脉冲输入端均 连接至时钟脉冲。
[0011]所述矩阵式键盘由X行-Υ列按键矩阵、低电平使能有效行三态缓冲器、高电平使能 有效列三态缓冲器、下降沿锁存有效行状态寄存器、上升沿锁存有效列状态寄存器组成;所 有按键矩阵的行线分别连接至行三态缓冲器的输出端，所有按键矩阵的列线分别连接至列 三态缓冲器的输出端;行三态缓冲器和列三态缓冲器的所有输入端连接至低电平;所有按 键矩阵的行线分别连接至行状态寄存器的输入端，所有按键矩阵的列线分别连接至列状态 寄存器的输入端;所述行状态寄存器的输出端与列状态寄存器的输出端共同组成键盘状态 信号输出端。
[0012]所述低电平使能有效行三态缓冲器、高电平使能有效列三态缓冲器的使能控制输 入端连接至取样脉冲;所述下降沿锁存有效行状态寄存器、上升沿锁存有效列状态寄存器 的接收脉冲输入端连接至取样脉冲。
[0013] 所述第一缓冲寄存器和第二缓冲寄存器在时钟脉冲的上升沿同时进行数据锁存， 或者在时钟脉冲的下降沿同时进行数据锁存;所述第一缓冲寄存器的N位数据输出端和第 二缓冲寄存器的N位数据输出端共同输出2XN位的状态码;所述状态码由有效状态码和无 效状态码组成;所述编码器输出的键号由有效键号和无效键号组成;所述有效状态码由有 效键盘操作或状态产生，编码器输入每一个有效状态码时对应输出相应的有效键号;所述 无效状态码由无效键盘操作或状态产生，编码器输入所有无效状态码时都对应输出无效键 号。
[0014] 所述编码器有Μ位键号输出端，Μ值的选择应满足2?大于等于有效键号与无效键号 的数量之和。
[0015] 所述时钟脉冲的周期为20~100ms;所述取样脉冲的周期不大于所述时钟脉冲的 周期，其特例是所述取样脉冲为所述时钟脉冲。
[0016] 所述的一种矩阵式键盘状态识别及编码电路还包括振荡器;所述振荡器输出时钟 脉冲和取样脉冲。
[0017] 所述的一种矩阵式键盘状态识别及编码电路还包括键盘状态变化脉冲产生单元， 用于判断矩阵式键盘输出的键号是否发生改变，当矩阵式键盘输出的键号发生改变时，输 出键盘状态变化脉冲。
[0018] 所述键盘状态变化脉冲产生单元由Μ位延迟缓冲器、Μ个异或门和或门组成;Μ位延 迟缓冲器用于对矩阵式键盘输出的Μ位键号分别进行信号延迟;Μ个异或门的输入分别为Μ 位延迟缓冲器的输入、输出信号;Μ个异或门的输出分别连接至或门的输入端;或门的输出 端输出键盘状态变化脉冲。
[0019] 所述的Ν位、2 X Ν位、Μ位均指二进制位数据。
[0020] 本实用新型的有益效果是：将对单键操作、组合键操作、键盘维持状态操作的定 位，由时钟脉冲扫描转换成同一二进制长度的状态码，采用统一编码的方式进行处理，单键 操作、组合键操作、键盘维持状态操作仅体现在状态码的不同上;如果需要增减按键操作功 能或者是调整按键操作功能，不需要修改键盘扫描电路结构，只需根据增减后的状态码与 键号之间的对应关系更改编码器、即重新写入只读存储器的存储内容即可。所述实用新型 电路没有使用单片机、ARM等微控制器，不用运行程序，工作可靠。
【附图说明】
[0021 ]图1是一种矩阵式键盘状态识别及编码电路原理框图；
[0022]图2是本实用新型实施例的矩阵式键盘电路图；
[0023] 图3是本实用新型实施例的扫描定位电路图；
[0024] 图4是本实用新型实施例的键盘状态变化脉冲产生单元的电路图；
[0025] 图5是本实用新型实施例的键盘有效操作的相关波形示意图。
【具体实施方式】
[0026] 以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0027]图1是一种矩阵式键盘状态识别及编码电路原理框图，由矩阵式键盘400、第一缓 冲寄存器1 〇〇、第二缓冲寄存器200、编码器300、振荡器500组成。
[0028]振荡器500为多谐振荡器，设有CP时钟脉冲输出端和CK取样脉冲输出端，CP时钟脉 冲的周期为20~100ms，CK取样脉冲的周期不大于CP时钟脉冲的周期。
[0029]图2是本实用新型实施例的矩阵式键盘400的电路图，共有2行、2列，共4个按键，由 按键S1、按键S2、按键S3、按键S4和连接至电源+VCC的上拉电阻R1、上拉电阻R2、上拉电阻 R3、上拉电阻R4，以及行三态缓冲器401、列三态缓冲器402、行状态寄存器403、列状态寄存 器404组成。行三态缓冲器401的2个输出端Y1、Y2分别连接至2根行线，列三态缓冲器402的2 个输出端Υ3、Υ4分别连接至2根列线;行三态缓冲器401和列三态缓冲器402的所有输入端X