CN101211324A - 输入系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种输入系统，其藉由利用三向输入的按键搭配中央处理单元的一只/多只中断脚位与/或多只通用输出入脚位即可达到阵列方式多键输入的目的，而如此设计理念不但不会占据中央处理单元的执行时间，且可以使其系统效能提升。

Description

输入系统

技术领域

本发明是关于一种按键侦测的输入系统，且特别是有关于一种利用中央处理单元的一只/多只中断脚位，而达到阵列方式多按键输入的按键侦测的输入系统。

背景技术

现今最普遍化来做为电子装置与使用者间沟通的角色，常常是通过一键盘装置，而其是由多数个字母键、数字键、功能键，以及方向键等按键所组成。一般而言，使用者可藉由按下不同的按键以致使电子装置产生相对应的动作。因此，习知的电子装置为了要知悉使用者所按的按键，其采用的技术大致可分为两种方式：其一为扫描侦测(scan detect)；另一为中断侦测(interrupt detect)，而为了要更清楚地说明此两种侦测按键的技术手段，以下将个别说明其原理以及如何知悉使用者所按的按键。

请参阅图1所示，是习知电子装置采用扫描侦测方式的硬体架构图100，其具有一4*4的键盘装置101。请参照图1，扫描侦测方式一般是利用中央处理单元(CPU)103的输出/入脚位I/O0～I/O3在一段固定时间送出4位元的扫描码至键盘装置101内的每一列按键，其送出的顺序为1000→0100→0010→0001，接着再利用其输出/入脚位IO/4～I/O7来读入扫描码以判定按键A1～A16是否被使用者所按下。

举例来说，当中央处理单元103的输出/入脚位I/O0～I/O3送出扫描码为1000时，此时中央处理单元103的输出/入脚位I/O4侦测到有高准位信号输入时，届时电子装置就可知悉使用者是按下按键A1这个按键。接着，当中央处理单元103的输出/入脚位I/O0～I/O3送出扫描码为0100时，此时中央处理单元103的输出/入脚位I/O4及I/O6侦测到有高准位信号输入时，届时电子装置就可知悉使用者是按下按键A2及A10这两个按键。紧接着，中央处理单元103的输出/入脚位I/O0～I/O3会再依序送出扫描码0010及0001，以判读其所对应的按键是否有被使用者所按下。

故依据上述举例可知，如果中央处理单元103欲完成所有的按健A1～A16的侦测，其就必须利用其输出/入脚位I/O0～I/O3以轮询(polling)的方式扫描四次才得以完成一次所有的按健A1～A16的侦测，而采用如此的方式来进行按键A1～A16的侦测，其优点是可以通过阵列的方式来达到多按键输入的目的，且于使用者在设计按键数量时亦较为弹性。

然而，由于中央处理单元103是采用轮询的方式进行按键A1～A16的侦测，故中央处理单元103就必须要有固定的一段时间来进行此侦测的动作，如此就会占据了中央处理单元103部份的执行时间，进而可知的是会导致中央处理单元103的系统效率(performance)下降。

请参阅图2所示，是习知电子装置采用中断侦测方式的硬体架构图200，其中央处理单元201具有4只中断(interrupt)脚位INT0～INT3。请参照图2，中断侦测方式一般是利用当使用者按下按键B1～B4任何一个按键时，其所对应的中断脚位INT0～INT3会侦测到一个中断信号(例如为一高电位或一低电位)，故此时中央处理单元201会执行其内的一段中断服务程式，以判定被使用者所按下的按键为按键B1～B4的哪一个按键，如此中央处理单元201就不须利用固定的一段时间去进行按键B1～B4的侦测，其仅须当使用者有按下按键B1～B4时，才会进行按键侦测的动作。

故依据上述可知的是，采用中断侦测方式来进行按键侦测时，其优点是平时不会占据中央处理单元201的执行时间，所以中央处理单元201的系统效率(performance)就能展现较佳的效能，且其侦测按键的方式亦较为弹性。然而，因为中央处理单元201的每一只中断脚位INT0～INT3只能允许单一按键B1～B4的侦测，故可知的一件事就是，中央处理单元201具有多少只中断脚位，其就只能提供具有相同数目的按键输入给使用者使用，所以当电子装置的系统的按键需求数量增加时，其内的中央处理单元201所具有的中断脚位就会不敷使用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是提供一种输入系统，其藉由利用三向输入的按键搭配中央处理单元的多只中断脚位，而达到阵列方式多按键输入的目的。

本发明的另一目的就是提供一种输入系统，其藉由利用三向输入的按键搭配中央处理单元的多只中断脚位与多只通用输出入脚位(GPIO)，而达到阵列方式多按键输入的目的。

本发明的再一目的就是提供一种输入系统，其藉由利用三向输入的按键搭配中央处理单元的一只中断脚位、多只通用输出入脚位以及一逻辑单元，而达到阵列方式多按键输入的目的。

基于上述及其他目的，本发明所提供的输入系统包括键盘装置与中央处理器。键盘装置具有多数个按键以阵列方式排列，其中每一个按键耦接于第一电位与第二电位之间，且包含有第一垫片、第二垫片及第三垫片，此第一垫片耦接第一电位，而第二及第三垫片则各别耦接至第二电位。

中央处理器具有多只中断脚位，且这些中断脚位分成第一群组与第二群组，其中第一群组内的每一只中断脚位各别耦接至对应的第二垫片，而第二群组内的每一只中断脚位则各别耦接至对应的第三垫片。其中，当有一个按键被致能时，其第一、第二及第三垫片导通，以致使中央处理器对每一个按键进行侦测。

从另一观点来看，本发明提供一种输入系统包括键盘装置与中央处理器。键盘装置具有多数个按键以阵列方式排列，其中每一个按键耦接于第一电位与第二电位之间，且每一个按键包含有第一垫片、第二垫片及第三垫片，此第一垫片耦接第一电位，而第二及第三垫片则各别耦接至第二电位。

中央处理器具有多只中断脚位与多只通用输出入脚位，其中每一只中断脚位各别耦接至对应的第二垫片，而每一只通用输出入脚位则各别耦接至对应的第三垫片。其中，当有一个按键被致能时，其第一、第二及第三垫片导通，以致使中央处理器对每一个按键进行侦测。

再从另一观点来看，本发明提供一种输入系统包括键盘装置、中央处理器，以及逻辑单元。键盘装置具有多数个按键以阵列方式排列，其中每一个按键耦接于第一电位与第二电位之间，且每一个按键包含有第一垫片、第二垫片及第三垫片，此第一垫片耦接第一电位，而第二及第三垫片则各别耦接至第二电位。

中央处理器具有一只中断脚位与多只通用输出入脚位，且这些通用输出入脚位分成第一群组与第二群组，其中第一群组内的每一只通用输出入脚位各别耦接至对应的第二垫片，而第二群组内的每一只通用输出入脚位则各别耦接至对应的第三垫片。逻辑单元具有多数个输入端及一个输出端，其中每一个输入端各别与第一群组内对应的一只通用输出入脚位或第二群组内对应的的一只通用输出入脚位耦接，而其输出端则耦接中央处理器的中断脚位。其中，当有一个按键被致能时，其第一、第二及第三垫片导通，以致使中央处理器对每一个按键进行侦测。

本发明所提供的输入系统，其藉由利用三向输入的按键搭配中央处理单元的多只中断脚位即可达到阵列方式多键输入的目的，而如此设计理念不但不会占据中央处理单元的执行时间，且可以使其系统效能提升。此外，除了上述的搭配方式外，其更可以将三向输入的按键搭配中央处理单元的多只中断脚位与多只通用输出入脚位，或者当输入系统的中央处理单元仅仅具有一只中断脚位时，其更可加入一逻辑单元以搭配三向输入的按键与多只通用输出入脚位，如此皆可达到上述本发明所欲达到的功效。

而为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1是习知电子装置采用扫描侦测方式的硬体架构图。

图2是习知电子装置采用中断侦测方式的硬体架构图。

图3是依照本发明第一实施例的输入系统的方块图。

图4是第一实施例的查找单元内建的对照表示意图。

图5是依照本发明第二实施例的输入系统的方块图。

图6是第二实施例的查找单元内建的对照表示意图。

图7是依照本发明第三实施例的输入系统的方块图。

图8是第三实施例的查找单元内建的对照表示意图。

100：电子装置采用扫描侦测方式的硬体架构图

101、301：键盘装置

103、201、303、503、703：中央处理单元

300、500、700：输入系统

305、505、705：查找单元

707：逻辑单元

I/O0～I/O7：中央处理单元的通用输出/入脚位

INT0～INT5：中央处理单元的中断脚位

A1～A16、B1～B4、C1～C9：按键

1、2、3：垫片

FV：第一电位

SV：第二电位

R1～R7：电阻

IR：中断信号

具体实施方式

本发明所欲达成的技术功效是为解决习知电子装置采用扫描侦测方式与中断侦测方式来进行按键侦测时所各别产生的缺点，而以下的内容将列举三个实施例以针对本案的技术特征与所欲达成的功效做一详加描述，以提供给该发明相关领域的技术人员参详。

【第一实施例】

图3是依照本发明第一实施例的输入系统300的方块图。请参照图3，本实施例的输入系统300适用于现今需要键盘装置的电子装置中，其包括键盘装置301、中央处理单元303，以及查找单元305。于本实施例中，键盘装置301具有多数个按键C1～C9以阵列方式排列，每一个按键C1～C9是耦接于第一电位FV与第二电位SV之间，且每一个按键包含第一垫片1、第二垫片2及第三垫片3，其中垫片1是通过电阻R7而耦接至第一电位FV，而垫片2及3则各别通过电阻R1～R6而耦接至第二电位SV。

中央处理单元303具有多只(例如为6只，但并不限定于此)中断脚位INT0～INT5，且这些中断脚位INT0～INT5被分成第一群组与第二群组，其中第一群组为中断脚位INT0～INT2，而第二群组为中断脚位INT3～INT5。于本实施例中，第一群组内的中断脚位INT0～INT2会各别耦接至对应的垫片2，亦即中断脚位INT0是耦接至按键C1、C4及C7的垫片2；中断脚位INT1是耦接至按键C2、C5及C8的垫片2；而中断脚位INT2则耦接至按键C3、C6及C9的垫片2。

此外，第二群组内的中断脚位INT3～INT5亦会各别耦接至对应的垫片3，亦即中断脚位INT3是耦接至按键C1、C2及C3的垫片3；中断脚位INT4是耦接至按键C4、C5及C6的垫片3；而中断脚位INT5则耦接至按键C7、C8及C9的垫片3。

承接上述，于本实施例中，当所有按键C1～C9其中之一被致能(enable)时(亦即被使用者按下)，其内的垫片1、2及3会导通在一起，以通过电阻R1～R7的分压后而致使中央处理单元303执行其内的一段中断服务程式，以对按键C1～C9进行按键侦测。

在此先值得一提的是，假使本实施例的中央处理单元303的中断脚位INT0～INT5为高电位动作(high active)时，此时上述的第一电位FV就为系统电压(VCC)，而第二电位为接地电压(GND)；反之，假使中央处理单元303的中断脚位INT0～INT5为低电位动作(low active)时，此时上述的第一电位FV就为接地电压(GND)，而第二电位为系统电压(VCC)。

请继续参照图3，查找单元305是用以当按键C1～C9其中之一被致能时，依据中央处理单元303所获得的侦测码(亦即中断脚位INT0～INT5的状态)，而对应的提供一按键值至中央处理单元303，以使得电子装置知悉使用者所按的按键C1～C9，进而产生相应的动作。

于本实施例中，当使用者在键盘装置301中按下按键C1～C9其中之一(例如为按键C1)时，此时按键C1其内的垫片1、2及3会导通在一起，故而可知的是，经由电阻R1、R4及R7将第一电位与第二电位之间的电位差分压后会提供一中断信号IR至中央处理单元303的中断脚位INT0与INT3(在此先假设此中断脚位INT0与INT3皆为高电位动作)，而此时中央处理单元303的中断脚位INT0与INT3接收到此中断信号IR后，会执行其内的一段中断服务程式以对按键C1～C9进行按键侦测。

图4为第一实施例的查找单元305内建的对照表示意图。请合并参照图3及图4，依据上述，因为中央处理单元303已得到一侦测码(亦即100100)，故此时中央处理单元303会依据此侦测码而于查找单元305内建的对照表找寻其对应的按键值，进而电子装置就可知悉使用者所按下的按键就为按键C1。

于本实施例中，图4所揭露的对照表是为阳春型的对照表，其仅仅包括按键C1～C9各别的对照码，但本发明并不限制于此，也就是说，使用者可以将查找单元305内建的对照表增加至复合键型式的对照表，举例来说：查找单元305内建的对照表可增加例如110100的对照码，藉此电子装置即可知悉使用者是为同时按下按键C1与C2，但并不限制于此，其可依据实际需求，而对应的增加查找单元305内建的对照表的对照码。

故依据上述可知，本实施例并非利用习知所惯用的扫描侦测方式来进行按键侦测，而是利用三向输入的按键C1～C9搭配中央处理单元303的多只中断脚位INT0～INT5，即可达到阵列方式多键输入(本实施例为9键输入)的目的，而如此设计理念不但不会占据中央处理单元303的执行时间，且可以使其系统效能(system performance)提升。

【第二实施例】

在第一实施例中是利用三向输入的按键C1～C9搭配中央处理单元303的多只中断脚位INT0～INT5，如此来达到阵列方式多键输入的目的，但在此第二实施例中，其并非完全采用中央处理单元的中断脚位，且其更搭配中央处理单元的多只通用输出入脚位(GPIO)来达到阵列方式多键输入的目的。

图5是依照本发明第二实施例的输入系统500的方块图。图6为第二实施例的查找单元505内建的对照表示意图。请合并参照图3、图5及图6，输入系统500与300的最大不同处在于其中央处理单元503与查找单元505不同。其中，中央处理单元503并没有如中央处理单元303具有6只中断脚位INT0～INT5，其仅具有3只中断脚位INT0～INT2，且于本实施例中是将原本中央处理单元303的第二群组的中断脚位INT3～INT5对应的更替为通用输出入脚位(GPIO)I/O0～I/O2，并将原本查找单元305内建对照表的INT3～INT5亦对应的更替为通用输出入脚位I/O0～I/O2。藉此，于此第二实施例的输入系统500的运作原理是与第一实施例的输入系统300类似，故在此并不再加以赘述，且同样地可以达到第一实施例的输入系统300所欲达成的技术功效。

【第三实施例】

在此第三实施例中，若当中央处理单元的中断脚位仅为1只时，其更可以加入一逻辑单元搭配中央处理单元的多只通用输出入脚位(GPIO)来达到阵列方式多键输入的目的。

图7是依照本发明第三实施例的输入系统700的方块图。图8为第三实施例的查找单元705内建的对照表示意图。请合并参照图3、图7及图8，输入系统700与300的不同处在于其中央处理单元703与查找单元705不同。其中，中央处理单元703并没有如中央处理单元303具有6只中断脚位INT0～INT5，其仅具有1只中断脚位INT0，且于本实施例中是将原本中央处理单元303的第一群组的中断脚位INT0～INT2及第二群组的中断脚位INT3～INT5对应的更替为第一群组的通用输出入脚位I/O0～I/O2及第二群组的通用输出入脚位I/O3～I/O5，并将原本查找单元305内建对照表的INT0～INT5亦对应的更替为通用输出入脚位I/O0～I/O5。

除此之外，输入系统700与300的最大不同处是在于输入系统700具有一逻辑单元707，其是由至少一或闸(OR gate)或反或闸(NOR gate)所组成，且依据中央处理单元703的中断脚位INT0为高电位动作或低电位动作即可决定为或闸或反或闸所组成。一般而言，当中央处理单元703的中断脚位INT0为高电位动作时，逻辑单元707是由或闸所组成，而当中央处理单元703的中断脚位INT0为低电位动作时，逻辑单元707是由反或闸所组成。

承接上述，逻辑单元707具有多数个输入端与一个输出端，且这些输入端各别与第一群组内的一只通用输出入脚位I/O0～I/O2或第二群组内的一只通用输出入脚位I/O3～I/O5耦接，而其输出端则耦接中央处理单元703的中断脚位INT0，如此当使用者按下按键C0～C9其中之一时，因为按键C0～C9的特性，亦即其内的垫片1、2及3会同时导通在一起，所以会使得逻辑单元707的输出端输出中断信号至中央处理单元703的中断脚位INT0，以至于中央处理单元703会执行其内的一段中断服务程式以对按键C1～C9进行按键侦测。

藉此，于此第三实施例的输入系统700的运作原理是与第一实施例的输入系统300类似，故在此并不再加以赘述，且同样地可以达到第一实施例的输入系统300所欲达成的技术功效。

综上所述，本发明所提供的输入系统因为藉由利用三向输入的按键搭配中央处理单元的一只/多只中断脚位与/或多只通用输出入脚位即可达到阵列方式多键输入的目的，而如此设计理念不但不会占据中央处理单元的执行时间，且可以使其系统效能提升。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后权利要求所界定的为准。

Claims (17)

1.一种输入系统，其特征在于，包括：

一键盘装置，具有多数个按键以阵列方式排列，该些按键耦接于一第一电位与一第二电位之间，且每一该些按键包含一第一垫片、一第二垫片及一第三垫片，其中该第一垫片耦接该第一电位，而该第二及第三垫片则各别耦接至该第二电位；以及

一中央处理器，耦接该键盘装置，该中央处理器具有多只中断脚位，且该些中断脚位分成一第一群组与一第二群组，其中该第一群组内的每一该些中断脚位各别耦接至对应的该第二垫片，而该第二群组内的每一该些中断脚位则各别耦接至对应的该第三垫片，

其中，当该些按键其中之一被致能时，该第一、第二及第三垫片导通，以致使该中央处理器对该些按键进行侦测。

2.如权利要求1所述的输入系统，其特征在于，更包括一查找单元，耦接该中央处理器，用以当该些按键其中之一被致能时，依据该中央处理器所获得的一侦测码而对应的提供一按键值至该中央处理器。

3.如权利要求1所述的输入系统，其特征在于，其中每一该些按键的该第一垫片是通过一第一电阻而耦接至该第一电位，而每一该些按键的该第二及第三垫片是各别通过一第二电组而耦接至该第二电位。

4.如权利要求1所述的输入系统，其特征在于，其中当该中央处理器的该些中断脚位为高电位动作时，该第一电位为一系统电压，而该第二电位则为一共同电压。

5.如权利要求1所述的输入系统，其特征在于，其中当该中央处理器的该些中断脚位为低电位动作时，该第一电位为该共同电压，而该第二电位则为该系统电压。

6.一种输入系统，其特征在于，包括：

一键盘装置，具有多数个按键以阵列方式排列，该些按键耦接于一第一电位与一第二电位之间，且每一该些按键包含一第一垫片、一第二垫片及一第三垫片，其中该第一垫片耦接该第一电位，而该第二及第三垫片则各别耦接至该第二电位；以及

一中央处理器，耦接该键盘装置，该中央处理器具有多只中断脚位与多只通用输出入脚位，其中该些中断脚位各别耦接至对应的该第二垫片，而该些通用输出入脚位则各别耦接至对应的该第三垫片，

其中，当该些按键其中之一被致能时，该第一、第二及第三垫片导通，以致使该中央处理器对该些按键进行侦测。

7.如权利要求6所述的输入系统，其特征在于，更包括一查找单元，耦接该中央处理器，用以当该些按键其中之一被致能时，依据该中央处理器所获得的一侦测码而对应的提供一按键值至该中央处理器。

8.如权利要求6所述的输入系统，其特征在于，其中每一该些按键的该第一垫片是通过一第一电阻而耦接至该第一电位，而每一该些按键的该第二及第三垫片是各别通过一第二电组而耦接至该第二电位。

9.如权利要求6所述的输入系统，其特征在于，其中当该中央处理器的该些中断脚位为高电位动作时，该第一电位为一系统电压，而该第二电位则为一共同电压。

10.如权利要求6所述的输入系统，其特征在于，其中当该中央处理器的该些中断脚位为低电位动作时，该第一电位为该共同电压，而该第二电位则为该系统电压。

11.一种输入系统，其特征在于，包括：

一键盘装置，具有多数个按键以阵列方式排列，该些按键耦接于一第一电位与一第二电位之间，且每一该些按键包含一第一垫片、一第二垫片及一第三垫片，其中该第一垫片耦接该第一电位，而该第二及第三垫片则各别耦接至该第二电位；

一中央处理器，耦接该键盘装置，该中央处理器具有一中断脚位与多只通用输出入脚位，其中该些通用输出入脚位分成一第一群组与一第二群组，其中该第一群组内的每一该些通用输出入脚位各别耦接至对应的该第二垫片，而该第二群组内的每一该些该些通用输出入脚位则各别耦接至对应的该第三垫片；以及

一逻辑单元，具有多数个输入端及一输出端，该些输入端各别与第一群组内的该些通用输出入脚位其中之一或第二群组内的该些通用输出入脚位其中之一耦接，而该输出端则耦接该中断脚位，

其中，当该些按键其中之一被致能时，该第一、第二及第三垫片导通，以致使该中央处理器对该些按键进行侦测。

12.如权利要求11所述的输入系统，其特征在于，更包括一查找单元，耦接该中央处理器，用以当该些按键其中之一被致能时，依据该中央处理器所获得的一侦测码而对应的提供一按键值至该中央处理器。

13.如权利要求11所述的输入系统，其特征在于，其中当该中央处理器的该中断脚位为高电位动作时，该逻辑单元是由至少一或闸所组成。

14.如权利要求11所述的输入系统，其特征在于，其中当该中央处理器的该中断脚位为低电位动作时，该逻辑单元是由至少一反或闸所组成。

15.如权利要求11所述的输入系统，其特征在于，其中每一该些按键的该第一垫片是通过一第一电阻而耦接至该第一电位，而每一该些按键的该第二及第三垫片是各别通过一第二电组而耦接至该第二电位。

16.如权利要求11所述的输入系统，其特征在于，其中当该中央处理器的该些中断脚位为高电位动作时，该第一电位为一系统电压，而该第二电位则为一共同电压。

17.如权利要求11所述的输入系统，其特征在于，其中当该中央处理器的该些中断脚位为低电位动作时，该第一电位为该共同电压，而该第二电位则为该系统电压。

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