CN101615075B - 一种无线无源按键装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无线无源按键装置，属于计算机外部输入设备领域。包括控制电路、线圈与电容构成的谐振电路、整流电路及按键阵列，其具体的连接关系是：按键阵列，设置在所述无线无源按键装置的面板，用于输入按键信息；控制电路、谐振电路和整流电路设置在所述无线无源按键装置的内部；谐振电路与整流电路直接连接，谐振电路接收电磁输入设备发送的电磁波，感应产生交变电流，通过整流电路变成直流供无线无源按键装置使用；控制电路，与按键阵列直接连接，检测按键信息进行编码，并将编码后的按键信息反馈调制到谐振电路感应产生的交变信号上，该信号能够被电磁输入设备接收。本发明可以自由定义按键信息，输入信息种类多样化，使用方便。

Description

一种无线无源按键装置
技术领域
本发明涉及计算机外围输入设备领域，特别是涉及一种与电磁式输入设备配套使用的按键装置。
背景技术
电磁输入设备发展迅速，这些设备主要是利用手写笔进行输入。手写笔只能输入压力信息和坐标信息，现今电磁式输入设备运用广泛，有限的输入方式不能满足电磁式输入设备的各种需求，因而迫切需要一种能够自定义输入信息的输入工具，从而能够实现信息的多种方式输入。
发明内容
本发明的目的是提供一种与电磁式输入设备配套使用的无线无源按键装置，它能够自定义输入信息，并且不影响电磁式输入设备的性能。
根据上述目的，本发明提供一种无线无源按键装置，包括：控制电路、线圈与电容构成的谐振电路、整流电路及按键阵列，其具体的连接关系是：按键阵列，设置在所述无线无源按键装置的面板，用于输入按键信息；控制电路、谐振电路和整流电路设置在所述无线无源按键装置的内部；谐振电路与整流电路直接连接，谐振电路接收电磁输入设备发送的电磁波，感应产生交变电流，通过整流电路变成直流供无线无源按键装置使用；控制电路，与按键阵列直接连接，检测按键信息进行编码，并将编码后的按键信息反馈调制到谐振电路感应产生的交变信号上，该信号能够被电磁输入设备接收。
该装置还包括脉冲产生电路，整流电路将电压提供给该脉冲产生电路，交变电流通过脉冲产生电路得到控制电路中移位寄存器所需的脉冲信号和锁存信号。
所述电磁输入设备对反射回的电磁波进行抽样，根据抽样值为高的第一抽样值设置阈值，并根据低于阈值的抽样值检测相应的按键值。
该装置按键阵列包含一个以上的按键。根据本发明实施例，整流电路为二次整流升压电路。
电磁输入设备对无线无源按键装置反射回的电磁波进行检测解码，得到有效的按键信息，按键信息可以自由定义。
采用本发明，由于按键信息可以自由定义，因此可输入信息种类灵活多变，从而能够实现信息的多方式输入。
附图说明
图1为本发明的无线无源装置使用环境的示意图；
图2为本发明的无线无源按键装置结构示意图；
图3为本发明无线无源按键装置优选实施例的结构示意图；
图4为无线无源按键装置中谐振电路感应出的波形；
图5为按键阵列的按键控制产生的反射波形；
图6为二次升压整流电路的具体电路图；
图7为脉冲产生电路的具体电路图；
图8为按键阵列与控制电路的具体电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
如图1，此无线无源按键装置的能量来自于电磁输入设备(例如手写屏、触摸屏)向外发送的电磁波，无线无源按键装置接收此电磁波后，将其转换为按键装置上各电路所需的能量，按键装置对按键信息进行处理，然后将带有按键信息的电磁波反射回电磁输入设备，电磁输入设备对反射回的电磁波进行检测，得到有效的按键信息。按键信息可以自由定义，并且不影响电磁输入设备的性能。
如图2，此无线无源按键装置包括控制电路、谐振电路、整流电路及按键阵列。按键阵列设置在所述无线无源按键装置的表面，控制电路、谐振电路和整流电路设置在所述无线无源按键装置的内部。谐振电路接收电磁输入设备发送的电磁波，感应出交变电流并通过整流电路变成直流电供所述无线无源按键装置使用，控制电路检测到按键信息后进行编码，并将编码后的按键信息反馈至谐振电路，谐振电路反射带有按键信息的电磁波至电磁输入设备。
如图3，作为本发明的优选实施例，增加脉冲产生电路产生控制电路中移位寄存器所需的脉冲信号和锁存信号，且整流电路为二次整流升压电路。因此，本发明优选实施例包括谐振电路、二次整流升压电路、按键阵列、控制电路和脉冲产生电路。其工作流程如下：
电磁输入设备间隔发送两种不同频率的电磁波，其中，第一频率电磁波包含与无线无源按键装置上谐振电路谐振频率相同的谐波，而第二频率电磁波不包括与无线无源按键装置上谐振电路谐振频率相同的谐波。第一频率电磁波的高次谐波与无线无源按键装置中的谐振电路发生谐振，感应出交变电流1，第二频率电磁波与谐振电路不会发生谐振，感应出交变电流2，交变电流1要远大于交变电流2。谐振电路感应出的波形见图4。
交变电流1经过二次整流升压电路得到直流电压，此直流电压供电给控制电路和脉冲产生电路。二次整流升压电路的电路图见图6。如图6所示，电感L1与电容C1组成谐振电路，电容C2、二极管D1、二极管D2组成二次整流升压电路，对谐振电路产生的交流电压进行整流，产生直流电压VCC。
交变电流通过脉冲产生电路得到控制电路中移位寄存器所需的脉冲信号和锁存信号。脉冲产生电路的具体电路图见图7。如图7所示，电感L1与电容C1组成的谐振电路产生的电压经过二极管D7的整流，电阻R1、电容C5、电阻R13_1的积分产生一系列脉冲信号1，此脉冲信号经过反相器IC5A整形之后得到脉冲信号2，通过电阻R2、电容C8、可调电容VC2的积分之后经过反相器IC5B得到脉冲信号3，此脉冲信号用于给控制电路中的移位寄存器IC提供脉冲信号。另外，此脉冲信号经过二极管D6、电阻R3、电容C9、反相器IC5C的整形后给控制电路中的移位寄存器提供锁存信号。
由按键控制的移位寄存器的电平依次输入到控制电路中，当按键阵列被操作时，控制电路对按键操作进行反馈，控制电路输出的电平包含起始位，按键信息位和结束位，起始位用于与电磁输入设备其他的外设相区分，从而互相不产生影响，按键信息位标示用户触发的按键，本实施例如图8中设置的起始位为10，结束位为0。如图8所示，脉冲产生电路提供控制电路移位寄存器所需的脉冲信号和锁存信号，控制电路的若干个移位寄存器串联，按键阵列的每个按键输出端连接至每个移位寄存器的输入端，由按键阵列控制电平的高低。控制电路移位寄存器输出的信号与经过电阻R4、二极管D5、电容C12、可调电容VC3整形后的脉冲信号通过与非门IC2A进行与非操作，之后的信号通过二极管D3反馈到谐振电路，影响谐振电路产生的波形。当二极管D3右边的信号为高时，二极管截止，对左端的谐振电路不产生影响，当二极管右边的信号为低时，二极管导通，谐振电路产生的电磁波被拉低，反射带有按键信息的电磁波给电磁输入设备。
控制电路输出包含按键信息的数字信号至谐振电路，使得谐振电路反射回电磁输入设备的信号发生相应的变化。图5为按键控制产生的反射波形，当按键按下的时候，二极管D1导通，将反射电磁波拉低，当按键处于抬起状态时，二极管D1截止，对反射回去的电磁波形没有影响。
电磁输入设备对反射回的电磁波进行抽样，起始位为10，所以第一个抽样值为高，根据此抽样值设置阈值门限，例如除以4作为门限值，高于此值为高，低于此值为低，将第二位抽样值与门限值进行比较，如果为低，则说明按键阵列存在，进而继续检测相应的按键值，最后一位抽样值应该为低(根据设置的结束位而得)，若为低则前面的按键信息抽样值有效，否则无效。
本发明提供的无线无源按键装置，作为电磁输入设备的配套装置，根据实际需要，可以设计成具有少量按键作为快捷键输入的移动按键板，也可以设计成具有多按键的无线键盘。本装置按键信息可自由定义，输入方式多样化，使用携带方便。

Claims (5)

1.一种无线无源按键装置，其特征在于，包括控制电路、线圈与电容构成的谐振电路、整流电路及按键阵列，其具体的连接关系是：按键阵列，设置在所述无线无源按键装置的面板，用于输入按键信息；控制电路、谐振电路和整流电路设置在所述无线无源按键装置的内部；谐振电路与整流电路直接连接，谐振电路接收电磁输入设备发送的电磁波，感应产生交变电流，通过整流电路变成直流供无线无源按键装置使用；控制电路，与按键阵列直接连接，检测按键信息进行编码，并将编码后的按键信息反馈调制到谐振电路感应产生的交变信号上，该信号能够被电磁输入设备接收；所述无线无源按键装置还包括脉冲产生电路，脉冲产生电路与谐振电路、整流电路直接连接，整流电路将电压提供给所述脉冲产生电路，谐振电路产生的交变电流通过脉冲产生电路得到控制电路中移位寄存器所需的脉冲信号和锁存信号；控制电路的若干个移位寄存器串联，按键阵列的每个按键输出端连接至每个移位寄存器的输入端，由按键阵列控制移位寄存器电平的高低；控制电路输出的电平包含起始位、按键信息位和结束位。
2.根据权利要求1所述的无线无源按键装置，其特征在于，所述电磁输入设备对反射回的电磁波进行抽样，根据抽样值为高的第一抽样值设置阈值，并根据低于阈值的抽样值检测相应的按键值。
3.根据权利要求1或2所述的无线无源按键装置，其特征在于，所述整流电路为二次升压整流电路。
4.根据权利要求1所述的无线无源按键装置，其特征在于，电磁输入设备对谐振电路反射回的电磁波进行检测解码，得到所述无线无源按键装置的按键信息。
5.根据权利要求1所述的无线无源按键装置，其特征在于，按键阵列包含一个以上的按键。
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