CN101272149A - 一种按键扫描电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种按键扫描电路，所述的电路包括两个或者两个以上的按键，所述的按键一端分别通过不同的RC回路连接IC的IO口，另一端分别接地。本发明提供的技术方案简化了按键扫描电路的设计，降低了按键扫描电路的成本。

Description

一种按键扫描电路

技术领域

本发明属于单片机应用技术领域，尤其涉及各类电子产品机身功能按键的处理技术。

背景技术

机身按键是大多数电子产品必须部分，它为人机交流提供窗口，使用户能够操作并应用电子产品各项基本功能。机身按键的实现方式主要是主机对按键进行扫描，识别按键信号，再根据检测到的信号进行相关操作。

现有按键扫描处理包括如下的三种方式：

一种是通过主芯片多个IO口的矩阵开关扫描按键，原理图如附图1所示，在垂直方向输入扫描码011111111111(对应Scan0～Scan11)，扫描第一列的按键，在水平方向KEY1～KEY4输入1111，然后去依次读KEY1～KEY4的值，当它变成1101时，说明第一列第三行的按键被按下。对于该扫描方式，我们需要手动配置IO口的高低电平，并通过读取输出口的电平变化(由高到低)来识别按键。这种方式的缺点是，会占用过多IO口线，而且会增加硬件EMI(ElectroMagnetic Interference电磁干扰)难度。

另一种是采用专用的按键扫描芯片，需3个IO口，主芯片轮询该按键扫描芯片的寄存器来得到按键值。对于该扫描方式，按键扫描芯片完成了自动矩阵扫描的工作，扫描得到的数据会存在芯片的内部RAM中，然后发送一个命令字节，从芯片的Data输出引脚读取数据即可。但这种方式需要增加额外的芯片，导致成本及功耗增加。

现有技术中还有一种是利用MCU的A/D口，通过外部电源加不同分压电阻连接按键，检测不同电平，MCU读A/D输出值扫描按键，原理图如附图2所示，其中R3～R7为外部按键的分压电阻，SW1～SW6为按键开关，R2为芯片的限流电阻。该方案外部电路简洁，但主芯片需要增加A/D core成本。

综上所述，现电子电器产品按键的扫描处理成本高，电路复杂，尤其针对便携式产品，复杂电路将增加器件，带来设计空间紧张问题，成本及功耗加大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种按键扫描电路，旨在解决现有技术中存在的按键扫描电路结构复杂，成本过高的问题。

本发明是这样实现的，一种按键扫描电路，所述的电路包括两个或者两个以上的按键，所述的按键一端分别通过不同的RC回路连接IC的IO口，另一端分别接地。

所述的按键为(SW1)、(SW2)、(SW3)和(SW4)，所述的(SW1)一端通过(R1)连接(IC)，所述的(SW2)通过串联的(R1)和(R2)连接所述的(IC)，所述的(SW3)通过串联的(R1)、(R2)和(R3)连接所述的(IC)，所述的(SW4)通过串联的(R1)、(R2)、(R3)和(R4)连接所述的(IC)，所述的(R1)连接所述(IC)的一端连接有接地电容(C7)。

所述的(SW1)被按下时，所述的(C7)通过(SW1)和(R1)组成的接地回路放电，其时间常数T1≈R1*C7。

所述的(SW2)被按下时，所述的(C7)通过(SW2)、(R1)和(R2)组成的接地回路放电，其时间常数T2≈(R1+R2)*C7。

所述的(SW3)被按下时，所述的(C7)通过(SW3)、(R1)、(R2)和(R3)组成的接地回路放电，其时间常数T3≈(R1+R2+R3)*C7。

所述的(SW4)被按下时，所述的(C7)通过(SW4)、(R1)、(R2)、(R3)和(R4)组成的接地回路放电，其时间常数T4≈(R1+R2+R3+R4)*C7。

所述的按键一端分别通过不同的RC回路连接所述IC的同一IO口。

所述的IC根据所述RC回路的时间常数识别所述的两个或者两个以上的按键中哪一个按键被按下。

本发明克服现有技术的不足，采用将多个按键分别通过不同的RC回路连接IC的IO口，IC通过各个按键对应的RC回路的时间常数来识别哪个按键被按下的技术方案，简化了按键扫描电路的设计，降低了按键扫描电路的成本。

附图说明

图1是现有技术中通过主芯片多个IO口的矩阵开关扫描按键电路图；

图2是现有技术中采用内置A/D的IO口线扫描按键的电路图；

图3是本发明实施例提供的按键扫描电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例利用IO口的基本特性：IO口可通过程序控制，分时分别作为输入和输出的口线，IO口作为输出口时，是低阻输出口线，可拉低拉高；作为输入口线时，是高阻口，并有恒定的高低电平检测判断阈值电压。

基于IO口的特性，可在IO口上接一接地电容C7，并分别串接不同的电阻连接到按键开关引脚上，软件配合控制检测，可实现单IO口的多按键检测，如图3所示，SW1通过R1连接到IC的IO口，SW2通过串联的R1和R2连接到IC的IO口，SW3通过串联的R1、R2、R3连接到IC的IO口，SW4通过串联的R1、R2、R3、R4连接到IC的IO口。

当程序进入按键检测时，首先，将该IO口设为高/低电平输出，电源通过IO口对外接电容C7充/放电，然后将该IO口设为输入口，来读取IO口的逻辑电平。

当SW1开关被按下时，电容C7通过R1和SW1对地连接组成的回路放电，电路的RC时间常数为T1＝1/(1/R1+l/r)C7(r为IO口内阻)。由于在输入状态下IO处于高阻态，r＞＞R1，则T1≈R1*C7；同理，当SW2被按下时，电容通过R1+R2和SW2对地导通放电，T2≈(R1+R2)*C7。依此类推，SW3被按下时，T3≈(R1+R2+R3)*C7，SW4被按下时，T4≈(R1+R2+R3+R4)*C7。也就是说当按下不同的开关按键时，放电回路所连接的电阻不一样，RC参数不同，时间常数不一样。

同样对电容放/充电，IO口上电压变到高低电平检测阈值电压时所用时间不同。在程序中，当该IO改为输入口时，进行时钟计时(计数)，当计时(计数)器在设定溢出值内检测到该IO达到阈值电平时停止计时(计数)器，读出计时(计数)值，据此值可判断出相应按键；程序进入相关运行函数运行，实现相应功能。当计时器溢出时，认为无按键，再重复进行对外接电容的充电及放电检测，判断按键。

在IO设为输入口，IO处于高阻态，这时如果没有按键按下，那么电容将通过IO口与芯片内部组成的R_chip C回路放电。而由于IO处于高阻态，这个R_chip C回路中的电阻R_chip远大于外围按键回路中的电阻R_key。同样，R_chipC时间常数(T_RC-chip)也将远大于外围按键回路的R_keyC时间常数(T_key)，因此，可以选择时间常数最长(T_key-max)的那个按键回路的计数值作为上述的溢出值。当计时(数)器所计的值比上述的溢出值大时，认为没有按键被按下。

因按键时间及按键阻抗差异，元器件差异，会造成不同机身及同一机身不同时间或不同人的操作，机器不同状态影响，在检测时都存在一定偏差；确保一定差异范围内的正确检测，软硬件都可以采取容错措施。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1、一种按键扫描电路，其特征在于，所述的电路包括两个或者两个以上的按键，所述的按键一端分别通过不同的RC回路连接IC的IO口，另一端分别接地。

2、根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述的按键为(SW1)、(SW2)、(SW3)和(SW4)，所述的(SW1)一端通过(R1)连接(IC)，所述的(SW2)通过串联的(R1)和(R2)连接所述的(IC)，所述的(SW3)通过串联的(R1)、(R2)和(R3)连接所述的(IC)，所述的(SW4)通过串联的(R1)、(R2)、(R3)和(R4)连接所述的(IC)，所述的(R1)连接所述(IC)的一端连接有接地电容(C7)。

3、根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述的(SW1)被按下时，所述的(C7)通过(SW1)和(R1)组成的接地回路放电，其时间常数T1≈R1*C7。

4、根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述的(SW2)被按下时，所述的(C7)通过(SW2)、(R1)和(R2)组成的接地回路放电，其时间常数T2≈(R1+R2)*C7。

5、根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述的(SW3)被按下时，所述的(C7)通过(SW3)、(R1)、(R2)和(R3)组成的接地回路放电，其时间常数T3≈(R1+R2+R3)*C7。

6、根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述的(SW4)被按下时，所述的(C7)通过(SW4)、(R1)、(R2)、(R3)和(R4)组成的接地回路放电，其时间常数T4≈(R1+R2+R3+R4)*C7。

7、根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述的按键一端分别通过不同的RC回路连接所述1C的同一IO口。

8、根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述的IC根据所述RC回路的时间常数识别所述的两个或者两个以上的按键中哪一个按键被按下。

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