CN102624400A - 按键检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种按键检测装置，包括：触摸事件检测器、开关和按键检测器，按键检测器包括：输入端和输出端。触摸事件检测器用于检测到触摸键上的触摸事件时，将控制信号发送至与触摸键对应的开关；开关用于接收到控制信号时，将按键检测器加载至输出端的按键扫描信号回传至输入端，按键扫描信号与触摸键的键值一一对应；按键检测器用于根据输入端接收的按键扫描信号，确定触摸键的键值。采用本发明，实现了触摸事件检测器和矩阵扫描按键检测装置的完全兼容，从而将传统的开关按键检测装置改装成了触摸按键检测装置，节约了成本。

Description

按键检测装置及方法

技术领域

本发明涉及检测领域，尤其涉及一种按键检测装置及方法。

背景技术

如图1所示，是现有的矩阵扫描按键检测装置，该装置包括：用于实现按键检测的MCU芯片、以及串联在MCU的输入端口和输出端口之间的开关按键可以理解的是，开关按键可以有一个或多个，图1中只列举了开关按键K1和K2。以开关按键K1来举例，当开关按键K1被按下时（即开关按键K1由关断状态进入闭合状态），与该开关按键K1连接的MCU的输入端口和输出端口之间的连接导通，此时，输入端口和输出端口处于同一电位。输入端口在没有开关按键被按下时，处于低电位。MCU在执行按键检测时，会逐一对各个开关按键进行扫描：依次将各个输出端口置为高电位（即将某个输出端口置为高电位时，其它输出端口置为低电位），当将与处于闭合状态的开关按键K1连接的MCU的输出端口置为高电位时，该输出端口将输入端口的电位拉高，使输入端口处于高电位，而其它未被按下的开关按键（如开关按键K2）处于关断状态，对MCU的输入端口的电位不造成任何影响。如此，当输入端口的电位被拉高时，MCU便能根据此时的按键扫描信号确定哪个开关按键有被按下。

发明人在实际应用中发现，图1的按键检测装置仅适用于对机械式的按键进行检测，例如图中的开关按键K1和K2，而不适用于对触摸型按键进行检测；当需要实现对触摸型按键的检测时，需要对按键检测装置进行完全地重新设计，从而增加了按键检测装置的成本。 

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种按键检测装置，可以降低生产成本。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种按键检测装置，包括：触摸事件检测器、开关和按键检测器，所述按键检测器包括：输入端和输出端；

所述触摸事件检测器，用于检测到所述触摸键上的触摸事件时，将控制信号发送至与所述触摸键对应的开关；

所述开关，用于接收到所述控制信号时，将所述按键检测器加载至所述输出端的按键扫描信号回传至所述输入端，所述按键扫描信号与所述触摸键的键值一一对应；

所述按键检测器，用于根据所述输入端接收的按键扫描信号，确定所述触摸键的键值。

其中，所述PNP型双极型晶体管的基极与所述触摸事件检测器连接，集电极与所述输入端连接，发射极与所述输出端连接；

当所述PNP型双极型晶体管的基极接收到所述控制信号时，由关断状态进入导通状态，将所述按键扫描信号从所述输出端回传至所述输入端。

其中，所述开关还包括：第一偏置电阻和第二偏置电阻；

所述第一偏置电阻串联在所述PNP型双极型晶体管的发射极和基极之间；

所述第二偏置电阻串联在所述PNP型双极型晶体管的基极和所述触摸事件检测器之间。

其中，所述开关包括：P型场效应晶体管；

所述P型场效应晶体管的栅极与所述触摸事件检测器连接，漏极与所述输入端连接，源极与所述输出端连接；

当所述P型场效应晶体管的栅极接收到所述控制信号时，由关断状态进入导通状态，将所述按键扫描信号从所述输出端回传至所述输入端。

其中，所述开关还包括：第一电阻和第二电阻；

所述第一电阻串联在所述P型场效应晶体管的源极和栅极之间；

所述第二电阻串联在所述P型场效应晶体管的栅极和所述触摸事件检测器之间。

其中，所述装置还包括：中央处理器CPU，数码管或真空荧光屏VFD；

所述按键检测器，还用于当所述按键检测器确定所述触摸键的键值时将所述键值提供给CPU，以及用于接收所述CPU根据所述键值反馈的驱动信号，并根据所述驱动信号驱动所述数码管或所述VFD的显示。

相应地，本发明实施例还提供了一种按键检测方法，包括：

触摸事件检测器检测到触摸键上的触摸事件时，将控制信号发送至与所述触摸键对应的开关；

所述开关接收到所述控制信号时，将所述按键检测器加载至所述按键检测器的输出端的按键扫描信号回传至所述按键检测器的输入端，所述按键扫描信号与所述触摸键的键值一一对应；

所述按键检测器根据所述输入端接收的按键扫描信号，确定所述触摸键的键值。

其中，当所述开关为PNP型双极型晶体管时，所述开关接收到所述控制信号时，将所述按键检测器加载至所述按键检测器的输出端的按键扫描信号回传至所述按键检测器的输入端的步骤包括：

所述PNP型双极型晶体管的基极接收所述控制信号，并根据所述控制信号，控制所述双极型晶体管由关断状态进入导通状态；

所述PNP型双极型晶体管的发射极将所述按键检测器加载至所述按键检测器的输出端的按键扫描信号，通过所述双极型晶体管的集电极回传至所述按键检测器的输入端。

其中，当所述开关为P型场效应晶体管时，所述开关接收到所述控制信号时，将所述按键检测器加载至所述按键检测器的输出端的按键扫描信号回传至所述按键检测器的输入端的步骤包括：

所述P型场效应晶体管的栅极接收所述控制信号，并根据所述控制信号，控制所述场效应晶体管由关断状态进入导通状态；

所述P型场效应晶体管的源极将所述按键检测器加载至所述按键检测器的输出端的按键扫描信号，通过所述场效应晶体管的漏极回传至所述按键检测器的输入端。

其中，所述按键检测器确定所述触摸键的键值之后，包括：

所述按键检测器将所述触摸键的键值提供给CPU；

所述CPU根据所述键值生成驱动信号，并将所述驱动信号发送至所述按键检测器；

所述按键检测器根据所述驱动信号驱动所述数码管或VFD的信息显示。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明的实施例在现有的矩阵扫描按键检测装置的基础上新增了触摸事件检测器和开关，当有触摸事件发生在触摸键上时，触摸事件检测器控制开关进入闭合状态，从而起到了类似于图1矩阵扫描按键检测装置中的开关按键被按下时的效果，实现了触摸事件检测器和矩阵扫描按键检测装置的完全兼容，从而将传统的开关按键检测装置改装成了触摸按键检测装置、节约了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有的矩阵扫描按键检测装置；

图2是本发明的触摸按键检测装置的实施例的结构示意图；

图3是图2所述装置的一种实施方式具体电路图；

图4是图2所述装置的另一种实施方式具体电路图；

图5是本发明的按键检测方法第一实施例的流程示意图；

图6是本发明的按键检测方法第二实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图2，是本发明的触摸按键输入装置的结构示意图。所述按键检测装置100包括：按键检测器 110、开关120、触摸事件检测器130。

按键检测器110包括：输入端和输出端。

触摸事件检测器130，用于检测到触摸键上的触摸事件时，将控制信号发送至与触摸键对应的开关120。其中，触摸键可以是电容式触摸感应键。

开关120，用于接收到控制信号时，将按键检测器110加载至输出端的按键扫描信号回传至输入端，按键扫描信号与触摸键的键值一一对应。

开关分别连接按键检测器110的输入端和输出端。开关可以有一个或多个，开关与触摸键一一对应，开关的数目与触摸键的数目相同；按键检测器110的输出端可以有一个或多个输出端口，输出端口和开关一一对应，输出端口的数目与开关的数目相同；本发明的实施例中按键检测器110的输出端有一个输入端口，当开关有多个时，所有开关均连接该输入端口。 

按键检测器110，用于根据输入端接收的按键扫描信号，确定触摸键的键值。

按键检测器110在执行按键检测时，加载至输出端的按键扫描信号如下：

依次将各个输出端口置为高电位（即将某个输出端口置为高电位时，其它输出端口置为低电位）。当某个触摸键上有触摸事件发生时，与该触摸键相对应的开关进入闭合状态，在将与该进入闭合状态的开关连接的输出端口置为高电位时，该输出端口将输入端的电位拉高，使输入端处于高电位，而其它未被按下的触摸键处于关断状态，对输入端的电位不能造成影响。如此，当输入端的电位被拉高时，按键检测器110通过确认此时的按键扫描信号（即确认各个输出端口电位的高低）便能确定哪个触摸键上有触摸事件发生，然后将该触摸键对应的键码值保存在内部寄存器中，并将该键码值提供给CPU。CPU根据触摸键的键码值生成驱动信号，并将该驱动信号发送至按键检测器110，按键检测器110根据驱动信号驱动数码管或VFD（Vacuum Fluorescent Display，真空荧光显示屏）的信息显示。

其中，由触摸事件检测器130向开关发送的控制信号控制开关进入闭合状态的时长是有限的，也就是说开关在进入闭合状态后，并不是一直处于闭合状态，在一定时间内会恢复成关断状态。

本发明的实施例在现有的矩阵扫描按键检测装置的基础上新增了触摸事件检测器、触摸键和开关，当有触摸事件发生在触摸键上时，触摸事件检测器130控制开关120进入闭合状态，从而起到了类似于图1矩阵扫描按键检测装置中的开关按键被按下时的效果，实现了触摸事件检测器130和矩阵扫描按键检测装置的完全兼容，从而将传统的开关按键检测装置改装成了触摸按键检测装置，节约了成本。此外，在现有的触摸按键检测装置中，触摸事件检测器在检测到触摸键上有触摸事件发生时，会直接把相应的信息发送给CPU，这就需要在触摸事件检测器和CPU之间增加通信接口，并且还要提供支持触摸事件检测器和CPU通信的驱动程序，而在本发明的实施例中，由于触摸事件检测器130不需要与CPU通信，如此就不需要提供相应的驱动程序，也不需要额外增加通信接口。

请参照图3，是图2所述装置的其中一种具体电路图。

如图所示，开关120包括： PNP型双极型晶体管。

PNP型双极型晶体管的基极与触摸事件检测器130的输出端连接，集电极与按键检测器110的输入端连接，发射极与按键检测器110输出端连接。可以理解的是，开关120也可以由NPN型晶体管实现。

开关120还包括：第一偏置电阻和第二偏置电阻。第一偏置电阻串联在PNP型双极型晶体管的发射极和基极之间。第二偏置电阻串联在PNP型双极型晶体管的基极和触摸事件检测器之间。

第一偏置电阻和第二偏置电阻用于调节PNP型双极型晶体管的偏置电压，从而使晶体管PNP型双极型晶体管能够导通。

触摸事件检测器130的输出端口（如KS1、KS2…KSn）在没有触摸事件发生的时候会输出恒定高电平。当触摸事件检测器130检测到电容式触摸键K1、K2…Kn中的任一个有触摸事件发生时，这里以触摸键K1来举例，触摸事件检测器130的输出端口KS1就将控制信号（控制信号可以是一定时长的低电平触发信号）发送至与触摸键K1对应的PNP型双极型晶体管Q1，触发PNP型双极型晶体管Q1饱和导通。

按键检测器110在执行按键检测时，加载至输出端的按键扫描信号如下：依次将各个输出端口置为高电位（即将某个输出端口置为高电位时，其它输出端口置为低电位）。当将与PNP型双极型晶体管Q1连接的输出端口置为高电位时，该输出端口将输入端的电位拉高，使输入端处于高电位，而其它触摸键上由于没有触摸事件发生，与它们相对应的PNP型双极型晶体管处于非饱和导通状态，使得按键扫描信号不能传送从相应的输出端口传送至输入端，输入端依旧为高电位。如此，当输入端的电位被拉高时，按键检测器110通过确认此时的按键扫描信号（即确认各个输出端口电位的高低）便能确定哪个触摸键上有触摸事件发生，然后将该触摸键K1对应的键码值保存在内部寄存器中，并将该键码值提供给CPU。CPU根据触摸键K1的键码值生成驱动信号，并将该驱动信号发送至按键检测器110，按键检测器110根据驱动信号驱动数码管或VFD的信息显示。

由于由触摸事件检测器向晶体管Q1发送的控制信号是是一定时长的低电平触发信号，这种使得晶体管Q1不会一直处于导通状态，在经过一定时长后会恢复成关断状态。

本发明的实施例在现有的矩阵扫描按键检测装置的基础上新增了触摸事件检测器、开关，当有触摸事件发生在触摸键上时，触摸事件检测器130控制PNP型双极型晶体管进入饱和导通状态，从而起到了类似于图1矩阵扫描按键检测装置中的开关按键被按下时的效果，实现了触摸事件检测器130和矩阵扫描按键检测装置的完全兼容，从而将传统的开关按键检测装置改装成了触摸按键检测装置，节约了成本。此外，在现有的触摸按键检测装置中，触摸事件检测器在检测到触摸键上有触摸事件发生时，会直接把相应的信息发送给CPU，这就需要在触摸事件检测器和CPU之间增加通信接口，并且还要提供支持二者通信的驱动程序，而在本发明的实施例中，由于触摸事件检测器130不需要与CPU通信，如此就不需要提供相应的驱动程序，也不需要额外增加通信接口。

请参照图4，是图2所述装置的另一种具体电路图。

如图所示，开关120包括：P型场效应晶体管。P型场效应晶体管的栅极与触摸事件检测器130连接，漏极与按键检测器110的输入端连接，源极与按键检测器110的输出端连接。可以理解的是，开关120也可以由N型场效应晶体管实现。

开关120还包括：第一电阻和第二电阻。第一电阻串联在P型场效应晶体管的源极和栅极之间；第二电阻串联在P型场效应晶体管的栅极和触摸事件检测器130之间。

本发明的实施例中P型场效应晶体管所起的作用与图2所示的PNP型双极型晶体管相同，故在此不作累述。

图2至图4对本发明的按键检测装置做了详细阐述。下面将继续结合附图，对相应于上述装置的方法进行说明。

请参照图5，是本发明的按键检测方法第一实施例的流程示意图。所述方法包括：

步骤S11、触摸事件检测器检测到触摸键上的触摸事件时，将控制信号发送至与触摸键对应的开关；

步骤S12、开关接收到控制信号时，将按键检测器加载至按键检测器的输出端的按键扫描信号回传至按键检测器的输入端，按键扫描信号与触摸键的键值一一对应；

步骤S13、按键检测器根据输入端接收的按键扫描信号，确定触摸键的键值。

本发明的实施例中，当有触摸事件发生在触摸键上时，触摸事件检测器控制开关进入闭合状态，从而起到了类似于图1矩阵扫描按键检测装置中的开关按键被按下时的效果，实现了触摸事件检测器和矩阵扫描按键检测装置的完全兼容，从而将传统的开关按键检测装置改装成了触摸按键检测装置，节约了成本。此外，在现有的触摸按键检测装置中，触摸事件检测器在检测到触摸键上有触摸事件发生时，会直接把相应的信息发送给CPU，这就需要在触摸事件检测器和CPU之间增加通信接口，并且还要提供支持二者通信的驱动程序，而在本发明的实施例中，由于触摸事件检测器130不需要与CPU通信，如此就不需要提供相应的驱动程序，也不需要额外增加通信接口。

请参照图6，是本发明的按键检测方法第二实施例的流程示意图。所述方法包括：

步骤S21、触摸事件检测器检测到触摸键上的触摸事件时，将控制信号发送至与触摸键对应的开关；

步骤S22、开关接收到控制信号时，将按键检测器加载至按键检测器的输出端的按键扫描信号回传至按键检测器的输入端，按键扫描信号与触摸键的键值一一对应；

步骤S23、按键检测器根据输入端接收的按键扫描信号，确定触摸键的键值。

其中，当开关为双极型晶体管时，开关接收到控制信号时，将按键检测器加载至按键检测器的输出端的按键扫描信号回传至按键检测器的输入端的步骤包括：

双极型晶体管的基极接收控制信号，并根据控制信号，控制双极型晶体管由关断状态进入导通状态；双极型晶体管的发射极将按键检测器加载至按键检测器的输出端的按键扫描信号，通过双极型晶体管的集电极回传至按键检测器的输入端。

其中，当开关为场效应晶体管时，开关接收到控制信号时，将按键检测器加载至按键检测器的输出端的按键扫描信号回传至按键检测器的输入端的步骤包括：

场效应晶体管的栅极接收控制信号，并根据控制信号，控制场效应晶体管由关断状态进入导通状态；场效应晶体管的源极将按键检测器加载至按键检测器的输出端的按键扫描信号，通过场效应晶体管的漏极回传至按键检测器的输入端。

步骤S24、按键检测器将触摸键的键值保存在寄存器中，并将该键值提供给CPU；CPU根据触摸键的键值生成驱动信号，并将该驱动信号发送至按键检测器；按键检测器根据驱动信号驱动数码管或VFD的信息显示。

本发明的实施例中，当有触摸事件发生在触摸键上时，触摸事件检测器控制双极型晶体管或场效应晶体管进入饱和导通状态，从而起到了类似于图1矩阵扫描按键检测装置中的开关按键被按下时的效果，实现了触摸事件检测器和矩阵扫描按键检测装置的完全兼容，从而将传统的开关按键检测装置改装成了触摸按键检测装置，节约了成本。此外，在现有的触摸按键检测装置中，触摸事件检测器在检测到触摸键上有触摸事件发生时，会直接把相应的信息发送给CPU，这就需要在触摸事件检测器和CPU之间增加通信接口，并且还要提供支持二者通信的驱动程序，而在本发明的实施例中，由于触摸事件检测器130不需要与CPU通信，如此就不需要提供相应的驱动程序，也不需要额外增加通信接口。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random Access Memory，RAM）等。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种按键检测装置，其特征在于，包括：触摸事件检测器、开关和按键检测器，所述按键检测器包括：输入端和输出端；

所述触摸事件检测器，用于检测到触摸键上的触摸事件时，将控制信号发送至与所述触摸键对应的开关；

所述开关，用于接收到所述控制信号时，将所述按键检测器加载至所述输出端的按键扫描信号回传至所述输入端，所述按键扫描信号与所述触摸键的键值一一对应；

所述按键检测器，用于根据所述输入端接收的按键扫描信号，确定所述触摸键的键值。

2.如权利要求1所述的按键检测装置，其特征在于，所述开关包括：PNP型双极型晶体管；

所述PNP型双极型晶体管的基极与所述触摸事件检测器连接，集电极与所述输入端连接，发射极与所述输出端连接；

当所述PNP型双极型晶体管的基极接收到所述控制信号时，由关断状态进入导通状态，将所述按键扫描信号从所述输出端回传至所述输入端。

3.如权利要求2所述的按键检测装置，其特征在于，所述开关还包括：第一偏置电阻和第二偏置电阻；

所述第一偏置电阻串联在所述PNP型双极型晶体管的发射极和基极之间；

所述第二偏置电阻串联在所述PNP型双极型晶体管的基极和所述触摸事件检测器之间。

4.如权利要求1所述的按键检测装置，其特征在于，所述开关包括：P型场效应晶体管；

所述P型场效应晶体管的栅极与所述触摸事件检测器连接，漏极与所述输入端连接，源极与所述输出端连接；

当所述P型场效应晶体管的栅极接收到所述控制信号时，由关断状态进入导通状态，将所述按键扫描信号从所述输出端回传至所述输入端。

5.如权利要求4所述的按键检测装置，其特征在于，所述开关还包括：第一电阻和第二电阻；

所述第一电阻串联在所述P型场效应晶体管的源极和栅极之间；

所述第二电阻串联在所述P型场效应晶体管的栅极和所述触摸事件检测器之间。

6.如权利要求1-5中任一项所述的按键检测装置，其特征在于，还包括：中央处理器CPU，数码管或真空荧光屏VFD；

所述按键检测器，还用于当所述按键检测器确定所述触摸键的键值时，将所述键值提供给所述CPU，以及用于接收所述CPU根据所述键值反馈的驱动信号，并根据所述驱动信号驱动所述数码管或所述VFD的显示。

7.一种按键检测方法，其特征在于，包括：

触摸事件检测器检测到触摸键上的触摸事件时，将控制信号发送至与所述触摸键对应的开关；

所述开关接收到所述控制信号时，将所述按键检测器加载至所述按键检测器的输出端的按键扫描信号回传至所述按键检测器的输入端，所述按键扫描信号与所述触摸键的键值一一对应；

所述按键检测器根据所述输入端接收的按键扫描信号，确定所述触摸键的键值。

8.如权利要求7所述的按键检测方法，其特征在于，当所述开关为PNP型双极型晶体管时，所述开关接收到所述控制信号时，将所述按键检测器加载至所述按键检测器的输出端的按键扫描信号回传至所述按键检测器的输入端的步骤包括：

所述PNP型双极型晶体管的基极接收所述控制信号，并根据所述控制信号，控制所述双极型晶体管由关断状态进入导通状态；

所述PNP型双极型晶体管的发射极将所述按键检测器加载至所述按键检测器的输出端的按键扫描信号，通过所述双极型晶体管的集电极回传至所述按键检测器的输入端。

9.如权利要求7所述的按键检测方法，其特征在于，其特征在于，当所述开关为P型 场效应晶体管时，所述开关接收到所述控制信号时，将所述按键检测器加载至所述按键检测器的输出端的按键扫描信号回传至所述按键检测器的输入端的步骤包括：

所述P型场效应晶体管的栅极接收所述控制信号，并根据所述控制信号，控制所述场效应晶体管由关断状态进入导通状态；

所述P型场效应晶体管的源极将所述按键检测器加载至所述按键检测器的输出端的按键扫描信号，通过所述场效应晶体管的漏极回传至所述按键检测器的输入端。

10.如权利要求7-9所述的按键检测方法，其特征在于，所述按键检测器确定所述触摸键的键值之后，包括：

所述按键检测器将所述触摸键的键值提供给CPU；

所述CPU根据所述键值生成驱动信号，并将所述驱动信号发送至所述按键检测器；

所述按键检测器根据所述驱动信号驱动所述数码管或VFD的信息显示。

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