CN102289291B - 一种提高键盘扫描速度的键盘电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种提高键盘扫描速度的键盘电路，行线和列线的一端均分别通过限流电阻与电源相连，行线的另一端通过PNP开关三极管，前m根列线另一端通过NPN开关三极管，复用后与I/O口P1.1、P1.2、……P1.m对应相连；剩余列线一半通过PNP开关三极管，另一半通过NPN开关三极管，复用后与I/O口P1.m+1、P1.m+2、……P1.(m+n)/2对应相连，所有开关三极管的基极分别通过限流电阻连接到I/O口P1.0；在每个按键位置行线与列线通过复合开关与地线相连；所有行线通过与门电路连接到中断输入口。本键盘电路当行列数之和为2N时，所需的I/O口数为N+1，当行列数之和为2N+1时，所需的I/O口数为N+2，且过两次扫描就能得出按键的行值和列值。

Description

一种提高键盘扫描速度的键盘电路
技术领域
本发明涉及计算机及自动控制系统的输入设备领域，具体为一种提高键盘扫描速度的键盘电路。
背景技术
目前通用的键盘主要以矩阵式键盘为主，在键盘应用中，如何提高键盘扫描速度，如何在一定数量的I/O口下尽可能多地增加按键个数是两个重要问题。传统地采用线反转法可以通过较少的扫描步骤实现对键盘的扫描，从而减少键盘扫描时间，如实现N×N的矩阵键盘，采用线反转法可以实现简单的扫描程序，但所需的I/O口数量为2N个，占用I/O口数量较多。在申请号为200420014528的专利文献中公开了一种键盘电路，能够有效的减少占用的I/O口数量，实现N×N的矩阵键盘扫描所需的I/O口数量为N+1个，但是其扫描过程复杂，确定一个按键值需要扫描N次，且在矩阵键盘行列数不相等时无法实现减少占用I/O口数量的目的。
发明内容
要解决的技术问题
为解决现有技术中的问题，实现在一定按键数量的前提下，既减少键盘扫描电路占用的I/O口数，又能简化键盘扫描过程的目的，本发明提出了一种提高键盘扫描速度的键盘电路。
技术方案
本发明的技术方案为：
所述一种提高键盘扫描速度的键盘电路，键盘电路为m×n的矩阵键盘电路，m表示行线数，n表示列线数，且行线数不大于列线数，其特征在于：行线和列线的一端均分别通过限流电阻与电源相连，行线的另一端分别通过PNP型开关三极管与I/O口P1.1、P1.2、……P1.m对应相连，列线中前m根列线的另一端分别通过NPN型开关三极管连接到I/O口P1.1、P1.2、……P1.m上；当n-m为偶数时，后n-m根列线中的一半列线分别通过PNP型开关三极管与I/O口P1.m+1、P1.m+2、……P1.(m+n)/2相连，另一半列线分别通过NPN型开关三极管与I/O口P1.m+1、P1.m+2、……P1.(m+n)/2相连；当n-m为奇数时，另外n-m-1根列线中的一半列线分别通过PNP型开关三极管与I/O口P1.m+1、P1.m+2、……P1.(m+n-1)/2相连，另一半列线分别通过NPN型开关三极管与I/O口P1.m+1、P1.m+2、……P1.(m+n-1)/2相连，剩余的一根列线通过开关三极管与I/O口P1.(m+n+1)/2相连；所有开关三极管的基极分别通过限流电阻连接到I/O口P1.0；在每个按键位置行线与列线通过复合开关与地线相连；所有行线通过与门电路连接到中断输入口。
所述一种提高键盘扫描速度的键盘电路，其特征在于：当行线数大于列线数时，将行线与列线互换。
所述一种提高键盘扫描速度的键盘电路，其特征在于：行线的另一端分别通过NPN型开关三极管与I/O口P1.1、P1.2、……P1.m对应相连，列线中前m根列线的另一端分别通过PNP型开关三极管连接到I/O口P1.1、P1.2、……P1.m上。
所述一种提高键盘扫描速度的键盘电路，其特征在于：当n-m为偶数时，后n-m根列线中的一半列线分别通过NPN型开关三极管与I/O口P1.m+1、P1.m+2、……P1.(m+n)/2相连，另一半列线分别通过PNP型开关三极管与I/O口P1.m+1、P1.m+2、……P1.(m+n)/2相连；当n-m为奇数时，另外n-m-1根列线中的一半列线分别通过NPN型开关三极管与I/O口P1.m+1、P1.m+2、……P1.(m+n-1)/2相连，另一半列线分别通过PNP型开关三极管与I/O口P1.m+1、P1.m+2、……P1.(m+n-1)/2相连。
有益效果
本发明设计的矩阵键盘电路，当行列数之和为2N，即为偶数时，所需的I/O口数为N+1，当行列数之和为2N+1，即为奇数时，所需的I/O口数为N+2，远比线反转法占用的I/O口数要少，且不要求矩阵行列数一定相等；同时采用该矩阵键盘电路，通过两次扫描就能得出按键的行值和列值，即可得出按键键值，无论是顺序扫描、定时扫描，还是中断扫描，均可提高键盘扫描速度，节省CPU时间。
附图说明
图1：m×n矩阵键盘电路；
图2：3×5矩阵键盘电路。
具体实施方式
下面结合具体实施例描述本发明。
本实施例是一个3×5的矩阵键盘电路。行线数为3，列线数为5.
参照附图2，所有行线的一端分别通过限流电阻R21-R23与+5V电源VCC相连，所有列线的一端分别通过限流电阻R11-R15与+5V电源VCC相连。行线的另一端分别通过PNP型或NPN型开关三极管与I/O口P1.1、P1.2和P1.3依次相连，在本实施例中，行线另一端采用的是PNP型开关三极管Q1、Q2和Q3；列线中前3列列线的另一端分别通过NPN型或PNP型开关三极管与I/O口P1.1、P1.2和P1.3依次相连，这里要保证行线相连的开关三极管与前m列列线相连的开关三极管结构类型相反，由于本实施例中行线另一端连接PNP型开关三极管，所以这里前3列列线另一端分别通过NPN型开关三极管Q4、Q5和Q6与I/O口P1.1、P1.2和P1.3依次相连。
在其余的2根列线中，取1根列线通过PNP型或NPN型开关三极管与I/O口P1.4相连，本实施例中取的是第5列列线通过PNP型开关三极管Q8与I/O口P1.4相连；取另外1根列线通过NPN型或PNP型开关三极管与I/O口P1.4相连，这里要保证这两根列线相连的开关三级管结构类型相反，由于本实施例中第5列列线已经通过PNP型开关三极管Q8与I/O口P1.4相连，所以这里取第4列列线通过NPN型开关三极管Q7与I/O口P1.4相连。
本实施例中，其余的列线个数为偶数，当其余的列线个数为奇数时，就在其余的列线中单独取出一根列线，其另一端通过NPN型或PNP型开关三极管与单独的一个I/O口相连，这样剩余的列线个数又为偶数了，就可以如上述分成两部分，分别通过结构类型相反的开关三极管与I/O口相连。若当行数大于列数时，只需将行线与列线互换。
本实施例中，开关三极管的基极分别通过限流电阻R31-R38连接到I/O口P1.0上，通过P1.0的状态控制开关三极管的通断；在每个按键位置行线与列线通过复合开关与地线相连；所有行线通过与门电路G1连接到中断输入口，构成键盘扫描中断输入电路。
键盘工作时，当没有按键按下时，各行均为高电平，经与门电路G1后连接到中断输入口的电平为高电平，此时不触发中断。当有按键按下时，经与门电路G1后连接到中断输入口的电平为低电平，此时触发键盘扫描中断，开始执行键盘扫描中断程序。扫描过程中，首先在P1.0口置1，此时PNP型开关三极管Q1、Q2、Q3和Q8均导通，行线及第五列列线与相应I/O口相连通，扫描行线及第五列列线，若某行或第五列有键按下，则对应输入口读得为0，其余输入口读得为1，从而得到所按按键的行状态值和第五列的状态值，将此值暂存。然后在P1.0口置0，此时NPN型开关三极管Q4-Q7导通，前3列列线和第4列列线与相应I/O口相连通，扫描该四列列线，若该四列无键按下则对应输入口均为高电平，输入口状态读得全为1；若某列有键按下则对应此列输入口读得为0，其余输入口读得仍为1，从而得到所按按键的该四列的状态值，将此状态值暂存。P1.0口完成一次1→0循环，则完成一次扫描，根据两次读得的按键状态值即可计算出键值。扫描过程中，可通过延时比较前后所得键值是否相同来去除干扰、抖动，避免误操作，同时也可判断区分键的按下、释放和长按，从而保证每个键按一次执行一次操作。

Claims (4)

1.一种提高键盘扫描速度的键盘电路，所述键盘电路为m×n的矩阵键盘电路，m表示行线数，n表示列线数，且行线数不大于列线数，其特征在于：行线和列线的一端均分别通过限流电阻与电源相连，行线的另一端分别通过PNP型开关三极管与I/O口P1.1、P1.2、……P1.m对应相连，列线中前m根列线的另一端分别通过NPN型开关三极管连接到I/O口P1.1、P1.2、……P1.m上；当n-m为偶数时，后n-m根列线中的一半列线分别通过PNP型开关三极管与I/O口P1.m+1、P1.m+2、……P1.(m+n)/2相连，另一半列线分别通过NPN型开关三极管与I/O口P1.m+1、P1.m+2、……P1.(m+n)/2相连；当n-m为奇数时，另外n-m-1根列线中的一半列线分别通过PNP型开关三极管与I/O口P1.m+1、P1.m+2、……P1.(m+n-1)/2相连，另一半列线分别通过NPN型开关三极管与I/O口P1.m+1、P1.m+2、……P1.(m+n-1)/2相连，剩余的一根列线通过开关三极管与I/O口P1.(m+n+1)/2相连；所有开关三极管的基极分别通过限流电阻连接到I/O口P1.0；在每个按键位置行线与列线通过复合开关与地线相连；所有行线通过与门电路连接到中断输入口。
2.根据权利要求1所述的一种提高键盘扫描速度的键盘电路，其特征在于：当行线数大于列线数时，将行线与列线互换。
3.根据权利要求1或2所述的一种提高键盘扫描速度的键盘电路，其特征在于：行线的另一端分别通过NPN型开关三极管与I/O口P1.1、P1.2、……P1.m对应相连，列线中前m根列线的另一端分别通过PNP型开关三极管连接到I/O口P1.1、P1.2、……P1.m上。
4.根据权利要求1或2所述的一种提高键盘扫描速度的键盘电路，其特征在于：当n-m为偶数时，后n-m根列线中的一半列线分别通过NPN型开关三极管与I/O口P1.m+1、P1.m+2、……P1.(m+n)/2相连，另一半列线分别通过PNP型开关三极管与I/O口P1.m+1、P1.m+2、……P1.(m+n)/2相连；当n-m为奇数时，另外n-m-1根列线中的一半列线分别通过NPN型开关三极管与I/O口P1.m+1、P1.m+2、……P1.(m+n-1)/2相连，另一半列线分别通过PNP型开关三极管与I/O口P1.m+1、P1.m+2、……P1.(m+n-1)/2相连。
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