CN103677298A - 一种智能终端及智能终端键盘输入方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种智能终端，包括主机、键盘控制器和装设在主机背面壳体上的至少一按键；上述至少一按键分别连接上述键盘控制器的一对引脚；上述至少一按键被按下或松开，使与按键连接的引脚对导通或断开，触发引脚对电平变化；上述键盘控制器与主机配合，根据检测到的引脚对电平变化获得引脚对编号、电平保持时长和/或电平变化次数；上述主机根据引脚对编号、电平保持时长和/或电平变化次数选取与按键对应的字符，将上述字符输入智能终端。本发明还提供一种智能终端键盘输入方法。本发明实现在平板电脑、智能手机等智能终端的背面壳体上设置按键实现键盘输入功能，从而实现对智能设备简易快捷的输入。

Description

一种智能终端及智能终端键盘输入方法

技术领域

本发明涉及电数字数据处理领域，特别是涉及一种智能终端及智能终端键盘输入方法。

背景技术

现今的平板电脑和智能手机等智能终端只能通过触摸屏实现输入，触摸屏输入字符的缺点是误按的可能性很大，就来打字来说，用户需要一边看手指按的是哪个键，一边看打出的是不是对应的字符，输入效率低，容易出错。而计算机因为有标准键盘，标准键盘有固定的键位,而且F和J键还设有凸起物，用户无需查看键盘即可快速实现盲打，输入字符方便快捷。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种智能终端，包括：主机、键盘控制器和装设在主机背面壳体上的至少一按键；上述至少一按键分别连接上述键盘控制器的一对引脚；上述至少一按键被按下或松开，使与按键连接的引脚对导通或断开，触发引脚对电平变化；上述键盘控制器与主机配合，根据检测到的引脚对电平变化获得引脚对编号、电平保持时长和/或电平变化次数；上述主机根据引脚对编号、电平保持时长和/或电平变化次数选取与按键对应的字符，将上述字符输入智能终端。

优选地，上述至少一按键装设在上述主机的背面壳体上，是上述按键根据受左、右手控制分成两组；每一组按键组成阵列排布在背面壳体靠近左右两侧，以用户左、右手握持主机的姿态下，用户左、右手除拇指外其余四指分别接触背面壳体的区域。

优选地，上述的智能终端还包括键盘开关，键盘开关装设在主机的一侧或背面壳体上，分别连接键盘控制器和主机，键盘开关闭合使得键盘控制器获得主机供电，实现打开键盘；键盘开关断开使主机不向键盘控制器供电，实现关闭键盘；或上述键盘开关为上述智能终端界面上的图标，或作为设置面板中的设置选项，主机检测到用户操作上述图标或设置选项则主机程序关闭键盘的电源供给，实现关闭键盘；当主机检测到用户再次操作上述图标或设置选项则主机程序打开电源供给，实现打开键盘。

优选地，上述按键与引脚对具有一一对应的关系；上述按键分别对应至少一键值；各键值与字符集具有一一对应的关系，上述字符集包括至少一字符；上述主机根据引脚对编号、电平保持时长和/或电平变化次数从与按键对应的至少一键值中选取一键值；上述主机根据与功能按键对应的引脚对编号、电平保持时长和/或电平变化次数从上述选中的键值对应的字符集中选取一字符。

优选地，预设与一按键对应的至少一键值分别对应不同的电平保持时长阈值；当引脚对发生电平变化，键盘控制器与主机配合获得引脚对编号和电平变化时刻；主机根据引脚对编号和电平变化时刻测算上述引脚对保持上述电平的时间长度，即电平保持时长；主机比较电平保持时长和预设的电平保持时长阈值，据此从与上述按键对应的至少一键值中选取一键值。

优选地，预设与一按键对应的至少一键值分别对应不同的电平变化次数；当引脚对发生电平变化，键盘控制器与主机配合获得引脚对编号和电平变化时刻；主机根据引脚对编号和电平变化时刻测算上述引脚对在预设时长区间内电平变化的次数；主机根据电平变化次数，从与上述按键对应的至少一键值中选取一键值。

优选地，上述键盘控制器为键盘专用控制器，根据智能终端的处理器的控制工作；上述每一按键两端分别连接键盘控制器的一行引脚和一列引脚；按键被按下或松开，使键盘控制器的一行引脚和一列引脚导通或断开，触发引脚对电平变化；键盘控制器根据行引脚及列引脚确定引脚对编号发送给处理器，处理器接收引脚对编号,记录接收时间作为电平变化时刻；处理器根据引脚对编号和电平变化时刻测算电平保持时长和/或电平变化次数；处理器根据得到的电平保持时长和/或电平变化次数从与按键对应的至少一键值中选取一键值；处理器根据与功能按键对应的引脚对编号、电平保持时长和/或电平变化次数从选中键值对应的字符集中选取字符。

优选地，上述键盘控制器为智能终端的处理器；上述处理器的部分GPIO引脚划分为至少一行引脚和至少一列引脚，每一按键两端分别连接处理器的一行引脚和一列引脚；按键被按下或松开，使处理器的一行引脚和一列引脚导通或断开，触发引脚对电平变化；处理器根据行引脚及列引脚确定引脚对编号，根据引脚对编号、电平变化时刻测算电平保持时长和/或电平变化次数；处理器根据电平保持时长和/或电平变化次数从与按键对应的至少一键值中选取一键值；处理器根据与功能按键对应的引脚对编号、电平保持时长和/或电平变化次数从选中键值对应的字符集中选取字符。

本发明还提供一种智能终端键盘输入方法，基于主机、键盘控制器和和装设在主机背面壳体上的至少一按键，上述按键分别连接上述键盘控制器的一对引脚，包括：预设按键与引脚对具有一一对应的关系；预设上述按键分别对应至少一键值；预设各键值与字符集具有一一对应的关系，上述字符集包括至少一字符；上述至少一按键被按下或松开，使与按键连接的引脚对导通或断开，触发引脚对电平变化；上述键盘控制器与主机配合，根据检测到的引脚对电平变化获得引脚对编号、电平保持时长和/或电平变化次数；上述主机根据引脚对编号、电平保持时长和/或电平变化次数选取与按键对应的字符，将上述字符输入智能终端。

优选地，预设与一按键对应的至少一键值分别对应不同的电平保持时长阈值；当引脚对发生电平变化，键盘控制器与主机配合获得引脚对编号和电平变化时刻；主机根据引脚对编号和电平变化时刻测算上述引脚对保持上述电平的时间长度，即电平保持时长；主机比较电平保持时长和预设的电平保持时长阈值，据此从与上述按键对应的至少一键值中选取一键值；上述主机根据与功能按键对应的引脚对编号、电平保持时长和/或电平变化次数从上述选中的键值对应的字符集中选取一字符。

优选地，预设与一按键对应的至少一键值分别对应不同的电平变化次数；当引脚对发生电平变化，键盘控制器与主机配合获得引脚对编号和电平变化时刻；主机根据引脚对编号和电平变化时刻测算上述引脚对在预设时长区间内电平变化的次数；主机根据电平变化次数，从与上述按键对应的至少一键值中选取一键值；上述主机根据与功能按键对应的引脚对编号、电平保持时长和/或电平变化次数从上述选中的键值对应的字符集中选取一字符。

优选地，上述预设按键与引脚对具有一一对应的关系；预设上述按键分别对应至少一键值；预设各键值与字符集具有一一对应的关系，上述字符集包括至少一字符是：选取至少一按键做复用，每个复用按键对应标准键盘的至少一键值，每个键值分别对应一个字符集；每个字符集包括多个字符，上述多个字符包括但不限于一双字符键的下档字符和上档字符；

上述主机根据引脚对编号、电平保持时长和/或电平变化次数选取与按键对应的字符还包括：当主机检测到用户按下复用按键并保持按下状态达到电平保持时长阈值时，不等待用户松开复用按键，主机进行字符选择，完成字符输入。

本发明实现在平板电脑、智能手机等智能终端的背面壳体上设置按键实现键盘输入功能，从而实现对智能设备简易快捷的输入。

附图说明

图1为本发明一实施例的键盘安装示意图；

图2为本发明一实施例的键盘电路结构示意图；

图3为本发明一实施例的使用状态参考图；

图4为本发明一实施例键盘专用控制器引脚示意图；

图5为本发明一实施例的键盘专用控制器的矩阵开关表；

图6为本发明一实施例的G PIO口矩阵示意图图；

图7为本发明一实施例流程示意图；

图8为本发明一实施例流程示意图；

图9为本发明一实施例流程示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成的目的及效果，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。

参照图1示出的键盘安装示意图及图2示出的键盘电路结构示意图，本发明提出一实施例，智能终端包括主机1、键盘控制器2和装设在主机背面壳体上的至少一按键3；至少一按键3分别连接键盘控制器2的一对引脚21；至少一按键3被按下或松开，使与按键3连接的一对引脚21导通或断开，触发引脚对电平变化。

上述键盘控制器2与主机1配合，根据检测到的引脚对电平变化获得引脚对编号、电平保持时长和/或电平变化次数；

上述主机1根据引脚对编号、电平保持时长和/或电平变化次数选取与按键对应的字符，将上述字符输入智能终端。

上述主机1可以仅根据引脚对编号选取字符，也可以将引脚对编号和电平保持时长结合、引脚对编号和电平变化次数结合来选取字符，还可以将引脚对编号、电平保持时长和电平变化次数综合起来选取字符。

参照图1示出的键盘安装示意图及图3所示的使用状态参考图，至少一按键3装设在上述主机1的背面壳体上，上述按键3根据受左、右手控制分成两组，每一组按键3组成阵列排布在背面壳体靠近左右两侧，以用户左、右手握持主机1的姿态下，用户左、右手除拇指外其余四指分别接触主机1背面壳体的区域。

按键3可采用多种现有技术实现，包括但不限于薄膜按键、机械轴开关（机械键盘专用的按键开关）、双脚复位开关等。例如按键3采用薄膜按键结构实现，包括键帽、设于键帽下方的硅胶帽、薄膜电路和电路板。

本实施例设置36个按键，分别对应标准键盘的26个字母键和10个按键，分别是2个“Shift”功能按键、2个“Ctrl”功能按键、1个“回车”功能按键、1个“Space”功能按键、1个“Backspace”功能按键、1个“Tab”功能按键、1个“，”逗号键和1个“。”句号键。36个按键分成两组，每组18个按键组成3列6行的阵列，每行分别分配给用户的不同手指进行操作。用户的小指分配第5、6两行按键，其中用户左手小指分配“Z”、“A”、“Q”字母键、以及“Ctrl”、“Tab”和“Shift”等按键；右手小手指分配“P”字母键、以及“Space”、“Backspace”、“Shift”、“Enter”和“Ctrl”等按键。无名指分配第4行按键，用户左手无名指分配“X”、“S”和“W”按键；右手无名指分配“O”、“L”和“。”按键。中指分配第3行按键，左手中指分配“C”、“D”和“E”按键；右手中指分配“I”、“K”、“，”按键。食指分配第1、2行按键，其中左手食指分配“V”、“F”、“R”、“B”、“G”和“T”按键；右手食指分配“U”、“J”、“M”、“Y”、“H”和“N”按键。总的来说，用户手指区域分工和标准键盘是一样的，习惯标准键盘的用户会很容易使用本专利提供的键盘实现对智能终端的输入。智能终端包括但不限于平板电脑、PDA、智能手机等，其重量都不大，通过本发明提供的方式输入字符不会让用户的手指承受有太大压力，输入简便快捷。

参照图2所示的键盘电路结构示意图，本实施例的键盘控制器2通过USB数据接口与智能终端主机1建立连接以实现通讯。键盘控制器2的引脚29即VSS（地线）连在主机1的USB接口的GND（地线）上，键盘控制器2引脚31即DP（数据线）与引脚32（数据线）即DN分别连在主机1的USB数据接口的两根数据线上，键盘控制器的引脚25即VDD连在主机usb口的VDD上。

基于上述键盘排布本实施例提出，预设按键3、和引脚对具有一一对应的关系；各键值与字符集具有一一对应的关系，字符集中包括与键值对应的至少一字符，例如同一双字符键的下档字符（The Lower Case）和上档字符（The Upper Case）,或一字母的大写字符和小写字符，又如“，”字符和“<”字符；预设上述按键3分别对应至少一键值。上述键值是标准键盘的ASCII码。从字符集中选取哪一个字符，根据不同的语言、不同的输入法，可能有多种方案，其中一种比较通用的方案是利用“Shift”选取上档字符或下档字符、利用“Caps Lock”选择大写字符或小写字符。以下将以“Shift”、“Caps Lock”功能按键为例说明从选中键值对应的字符集中选取字符的具体做法。

当某按键被按下，引脚对发生电平变化，本实施例的键盘控制器2检测引脚对电平变化，获得USB编码值作为引脚对编号，上报给主机1。主机1接收引脚对编号并记录接收时刻作为电平变化时刻。主机1根据引脚对编号和电平变化时刻测算上述引脚对保持上述电平的时间长度，即电平保持时长。主机1进而比较电平保持时长和预设的电平保持时长阈值，据此从与上述按键对应的至少一键值中选取一键值。上述主机根据shift按下与否、caps lock锁定与否以及它们的电平保持时长和/或它们的电平变化次数从上述选中的键值对应的字符集中选取一字符。

本实施例是采用获得USB编码值作为引脚对编号，若键盘控制器2通过其他协议与智能终端主机1建立连接并通讯，则依据其他协议编制的编码作为引脚对编号。

具体来说，本实施例选取20个字母按键做复用，即一个按键对应标准键盘的两个键值，每个按键分别对应第一键值和第二键值，第一键值对应第一字符集，第二键值对应第二字符集。每个字符集包括多个字符，例如同一字母的大写字符和小写字符，或与同一键值对应的“[”字符和“{”字符，或同一双字符键的下档字符（The Lower Case）和上档字符（The Upper Case）。预设电平保持时长阈值为350ms，电平保持时长小于电平保持时长阈值内则选取第一键值；电平保持时长大于电平保持时长阈值则选取第二键值。上述电平保持时长阈值可根据实际情况和操作习惯调整。

键盘输入过程中，由“Shift”功能按键控制输入上档字符还是下档字符，当“Shift”功能按键按下则输入上档字符，反之输入下档字符；由“Caps Lock”功能按键控制输入大写字母还是小写字母，当“Caps Lock“功能按键锁定，则输入大写字母，反之输入小写字母。

上述电平保持时长阈值可根据实际情况和操作习惯调整。

复用按键与键值和字符集的对应关系举例如下表：

按键	第一键值	第一字符集	第二键值	第二字符集
					q	81	q、Q	192	`、～
w	87	w、W	189	-、-
					e	69	e、E	187	=、+
r	82	r、R	219	[、{
					t	84	t、T	221	]、}
y	89	y、Y	220	\、 |
					u	85	u、U	186	；、:
i	73	i、I	222	‘、”

o	79	o、O	191	/、?
					p	80	p、P	48	0、)
a	65	a、A	49	1、!
					s	83	s、S	50	2、
d	68	d、D	51	3、#
					f	70	f、F	52	4、$
g	71	g、G	53	5、%
					h	72	h、H	54	6、^
j	74	j、J	55	7、&
					k	75	k、K	56	8、*
l	76	l、L	57	9、(
					z	90	z、Z	20	caps lock

本发明还提出，当智能终端检测到用户按下复用按键并保持按下状态达到电平保持时长阈值时，无需等待用户松开复用按键，智能终端自动从第二字符集中进行字符选择，完成字符输入。相比现有技术中需要等待用户松开按键才进行字符选择，完成输入字符，本专利发明的方式具有更好的用户体验感，且能加快输入速度。

结合上表以“q”按键为例，当用户按下“q”按键并在按下状态未达到预设的电平保持时长阈值前松开，则输入第一字符集的字符“q”；当用户按下“q”按键并保持按下的状态超过预设的电平保持时长阈值则输入第二字符集的字符“`”，即使此时用户没松开“q”按键也会输入字符。而当用户按下“Shift”按键不松开，再按下“q”按键并在按下状态未达到预设电平保持时长阈值前松开，则打出来的是第一字符集的大写字母“Q”；当用户按下“Shift”按键不松开，再按下“q”按键并保持按下状态超过预设的电平保持时长阈值，则输入第二字符集的上档字符“~”，即使此时用户没松开“q”按键也会输入字符。其他复用按键也依照同样的规则输入字符。

本实施例设“c”、“v”、“b”、“n”和“m”几个字母按键只对应一键值（也可以根据需要拓展为复用），这些字母按键值分别对应一字符集，具体见下表：

按键	第一键值	第一字符集
			c	67	c、C
v	86	v、V
			b	66	b、B
n	78	n、N
			m	77	m、M

对于这些按键触发的电平变化，主机1无需比较判断电平保持时长是否小于电平保持时长阈值，仅需根据“Shift”、“Caps Lock”等功能按键的状态选取第一字符集中的字符。用户按下这些按键时并未完成字符输入，直到检测到用户松开这些按键时才完成输入选中的字符。

本实施例还选取“x”按键作为功能按键复用，其第一键值为字符“x”，第二键值为“复用字母按键的键值锁定开关”。该键值锁定开关的作用是使复用的字母按键无论其电平保持时长是否超出预设的电平保持时长阈值都只选取其第二键值，结合“Shift”、“Caps Lock”等功能按键的状态选取第二字符集中的字符。

按键	第一键值	第一字符集	第二键值	第二字符集
					x	88	x、X	20	复用字母按键的键值锁定开关

设“x”按键特有的电平保持时长阈值为500ms，“x”按键的电平保持时长小于电平保持时长阈值则选取第一键值；电平保持时长大于电平保持时长阈值则选取第二键值。该电平保持时长阈值可根据实际情况和操作习惯调整。

当用户按下“x”按键并在按下状态未达到预设的500ms前松开，则选取其第一键值；当用户按下“x”按键并保持按下状态超过预设的500ms电平保持时长阈值，则选取其第二键值，即打开“复用字母按键的键值锁定开关”。打开“复用字母按键的键值锁定开关”后，上述所有20个复用按键无论怎么按，无论按多久，都只选取其对应的第二键值，输入第二键值对应的字符集内的数字或符号。举例来说，当用户按下“x”按键并保持按下状态超过预设的500ms电平保持时长阈值，打开“复用字母按键的键值锁定开关”，当用户再按下q键，则无论按多久都只选取第二字符集中的字符，根据“Shift”、“Caps Lock”等功能按键的状态选取“`”或“~”。在打开“复用字母按键的键值锁定开关”的情况下，用户按下“x”按键并保持按下状态超过预设的500ms可以解除锁定，恢复到复用状态。

除了采用电平保持时长来选取键值或字符外，本发明还提出采用电平变化次数选取键值或字符的方案。具体来说对于尺寸较小的智能终端，由于其主机尺寸的限制，在主机1的背面壳体上安放的按键数可小于36。以下给出一种示例。按键基本功能、键值对应关系可利用传统的10键键盘的手机方案并加以拓展，参照下表所示。

除上述10个字母键外，还可以定义一些其他辅助按键，例如定义两个按键以实现选择功能，正如现有技术的手机上的方向选择键；还可以定义一个“space”功能按键（空格键）与一个“enter”功能按键（回车键）。将上述所有按键根据受左、右手的控制分成两组，每一组按键组成阵列排布在智能终端背面壳体靠近左右两侧，以用户左、右手握持主机的姿态下，用户左、右手除拇指外其余四指分别接触背面壳体的区域。

为了实现较少按键的字符选取，本发明提出，预设与一按键对应的至少一键值分别对应不同的电平变化次数；当引脚对发生电平变化，键盘控制器2获得引脚对编号上报给主机1，主机1接收引脚对编号并记录接收时刻作为电平变化时刻。主机1根据引脚对编号和电平变化时刻测算引脚对在预设时长区间内电平变化的次数；根据电平变化次数，从与引脚对对应的至少一键值中选取一键值。本实施例可预先约定，按下按键一次，选取第一键值；按下两次，选取第二键值……依次类推。再根据“Shift”、“Caps Lock”等功能按键的按下状态从选中键值对应的字符集中选取字符，具体工作逻辑与前述实施例类似，故不赘述。

本发明又提出，键盘控制器2为键盘专用控制器，根据智能终端的处理器11的控制工作。键盘控制器2、处理器11都装设在智能终端的主机1内部，处理器11控制主机1工作。每一按键3的两端分别连接键盘控制器2的一行引脚和一列引脚；按键3被按下或松开，使键盘控制器2的一行引脚和一列引脚导通或断开，使上述行引脚或列引脚组成的引脚对发生电平变化；键盘控制器2根据行引脚及列引脚确定引脚对编号并将其发送给处理器11，，处理器11接收引脚对编号并记录接收时刻作为电平变化时刻，进而测算电平变化的次数和/或电平保持时长，根据引脚对编号、电平变化的次数和/或电平保持时长参数中的一个、两个或三个任意组合，从与按键3对应的至少一键值中选取一键值；再根据“Shift”、“Caps Lock”等功能按键的状态从选中键值对应的字符集中选取字符。

本实施例以TL8080键盘专用控制器为例说明。参阅附图4示出的键盘专用控制器引脚示意图，以及图5示出的键盘专用控制器的矩阵开关表，关于tl8080的详细介绍请见tl8080的数据手册。

键盘控制器2有多个行引脚R1至Rn，这些行引脚为高电平，和多个列引脚C1至Cn，这些列引脚为低电平。每一个行引脚和列引脚组成的引脚对都有阿拉伯数字编号，如行引脚R0与列引脚C1组成的引脚对编号为“14”，对应“q”按键。

假设当“q”按键被按下，行引脚R0与列引脚C1导通，使列引脚C1从低电平变成高电平。键盘控制器2检测到这一电平变化，并检测到是由行引脚R0引起的列引脚C1电平变化，由此确定引脚对编号“14”，通过USB数据接口上报给处理器11，处理器11由此确定是“q”按键被按下，但并不输入任何字符，而是记录接收引脚对编号的时刻，作为电平变化时刻a。直到“q”按键被松开，键盘控制器2检测到引脚对编号“14”电平再次变化，给处理器11上报一个信号。处理器11记录接收到这个信号的时刻作为电平变化结束时刻b。计算电平变化结束时刻与电平变化时刻的差（b-a）作为电平保持时长，比较电平保持时长是否大于预设电平保持时长阈值，由此判断该选取“q”按键的第一键值还是第二键值，进一步根据与“Shift”、“CapsLock”等功能按键的状态，从选中键值对应的字符集中选取字符，完成输入。

本发明又提出，上述键盘控制器2为智能终端的处理器11；处理器11的部分GPIO引脚划分为至少一行引脚和至少一列引脚，每一按键两端分别连接处理器的一行引脚和一列引脚；按键被按下使处理器的一行引脚和一列引脚导通，上述行引脚或列引脚的电平变化；处理器11根据行引脚及列引脚确定引脚对编号，根据引脚对编码、电平变化的次数和/或电平保持时长从与按键对应的至少一键值中选取一键值；根据与“Shift”、“Caps Lock”功能按键对应引脚对的引脚对编码、电平变化的次数和/或电平保持时长从选中键值对应的字符集中选取字符。本文中提及的处理器11包括但不仅限于arm架构处理器、intel x86架构处理器、单片机等。

具体来说，可采用处理器的GPIO口作为引脚。仍以前述实施例的36个按键方案为例，可以用12个GPIO口通过6x 6的矩阵方式来实现，如图6所示的GPIO口矩阵示意图，其中横向的六个GPIO口RO至R5设置为输出，且默认输出为高电平；纵向的六个GPIO口C0至C5设置为中断。图6中横向的GPIO口与纵向的GPIO口形成了36个交点，在交点处安放按键3。当某按键3按下时，横向的GPIO口会与纵向的GPIO口导通，这样纵向的GPIO口会产生中断，处理器11从而检测到对应按键被按下。

本实施例提供两种方式检测被按下的按键。

第一种方式是把其中一横向GPIO口设置为输出高电平，其余所有横向GPIO口均设置为输出低电平，然后把所有纵向GPIO口设置为输入低电平。依次检测纵向的GPIO口，如果检测到纵向某GPIO口变成高电平，则可确定该设为高电平的横向GPIO口与该变成高电平的纵向GPIO口的交叉点对应的按键被按下。如果在纵向上没检测到任何高电平，则走下一步，换另一横向GPIO口设置为输出高电平，其余所有横向GPIO口均设置为输出低电平，再依次检测纵向的GPIO口有没有变高电平……以此类推。扫描出结果后把纵向GPIO口都重新设置为中断，横向GPIO口都重新设为输出高电平。

第二种方式是基于如果有按键按下，则会在纵向上检测到有高电平，而且可以确定是纵向的哪个GPIO口。为进一步确定横向的GPIO口，可以把横向的GPIO口设置为输入，且默认输入低电平；把纵向的GPIO口设置为输出高电平。然后检测横向哪个GPIO口的电平变成高电平，由此于是就确定了横向上和纵向上的G PIO口，也就确定了按下的是哪个按键。然后再把横向的GPIO重新配置成输出高电平，纵向的GPIO重新配置为中断。为检测按下的按键，第二种方式对GPIO口扫描的次数比第一种方式要少，因而效率也更高。

通过GPIO口实现的键盘输入，其对应的驱动是在智能终端的操作系统内核注册输入设备，申请和设置GPIO口，定义输入设备的按键及其对应键值，申请中断号，实现中断函数，然后把各按键与图1中所示的按键分别对应起来。

基于上述所有实施例，本发明还提出，设置控制键盘打开和关闭的键盘开关4。以TL8080作为键盘控制器2为例，将键盘控制器2的引脚25即VDD连在键盘开关4的一头，主机1的USB口的VDD连在键盘开关4的另一头，这样只有键盘开关4闭合时，键盘控制器2的VDD才会与主机1的VDD导通，主机1才会给键盘控制器2供电，键盘才能工作；一旦键盘开关4断开，停止向键盘控制器2供电，键盘控制器2停止工作，键盘就关闭了。开关的设置还可以不用实体开关，而是通过虚拟的软件来实现。处理器11检测到用户按下智能终端界面上的键盘开关图标，或用户操作设置面板上的键盘开关设置项，则处理器11的程序关闭键盘的电源供给，从而关闭键盘；当检测到用户再按一下该键盘开关图标，或用户再次操作设置面板上的键盘开关设置项，则处理器11的程序会打开电源供给，从而打开键盘。

本发明还提出一种按键的结构，参照图1所示的键盘安装示意图，按键3可以为圆形，半径为6.5mm。以36按键为例，根据受左、右手控制平均分成两组，每组18个按键组成矩阵。左边左上角按键“B”的圆心与主体1上沿的长边距离为50mm，与主体1左侧的短边距离为48.5mm。以左侧按键阵列为例，横向上各按键的圆心位于同一水平线上且圆心距是15.5mm，纵向上各按键的圆心位于同一垂直线上且圆心距是16mm。同理右边右上角按键“N”的圆心与主体1上沿的长边距离也是50mm，于主体1右侧的短边的距离为48.5mm，按键间距和排布与左边按键阵列一样。当然根据主体1尺寸的不同，按键尺寸、缩进尺度与按键间的间距是可以根据需要改变的。

最后，考虑到毕竟按键是装置在主体1的背面外壳上，用户不容易确定哪个按键再什么位置，需要在在按键的键帽上进行处理。本发明提出所有按键的键帽最高处相对于主体背面外壳是平齐的，以免智能终端背部向下平放导致按键被按下。键帽外围是与平板后壳持平，键帽从外围到圆心逐渐往主体内部方向凹陷，凹陷尺度可根据不同地区不同人群的使用习惯及手指的大小设计。另外“a”、“s”、“d”、“f”、“j”、“k”、“l”和“space”等按键是手指常驻按键，手指要能精确的定位到这些按键，这些按键的键帽表面可以设为粗糙的，而其他按键的键帽比较平滑，这样用户的手指就可以轻松定位到常驻按键上。另外“f”按键与“j”按键的键帽上与标准键盘上对应的键一样设置小横条凸起，这样就可以很容易的供用户定位按键。

请参阅图7示出的一实施例流程示意图,本发明还提出一种智能终端键盘输入方法，基于主机1、键盘控制器2和至少一按键3，至少一按键3分别连接上述键盘控制器2的一对引脚，包括：

步骤S1、预设按键与引脚对具有一一对应的关系；预设上述按键分别对应至少一键值；预设各键值与字符集具有一一对应的关系，上述字符集包括至少一字符；

步骤S2、上述至少一按键被按下或松开，使与按键连接的引脚对导通或断开，触发引脚对电平变化；

步骤S3、上述键盘控制器与主机配合，根据检测到的引脚对电平变化获得引脚对编号、电平保持时长和/或电平变化次数；

步骤S4、上述主机根据引脚对编号、电平保持时长和/或电平变化次数选取与按键对应的字符，将上述字符输入智能终端。

本实施例具体流程参见前述实施例，故不赘述。

基于上述实施例本发明提出又一实施例，请参阅图8示出的一实施例流程示意图,其中步骤S1还包括：

步骤S101、预设与一按键对应的至少一键值分别对应不同的电平保持时长阈值。

步骤S3包括：

步骤S301、当引脚对发生电平变化，键盘控制器和主机配合，根据行引脚及列引脚确定引脚对编号，记录电平变化时刻；

步骤S302、根据引脚对编号和电平变化时刻测算电平保持时长。

步骤S4包括：

步骤S401、比较电平保持时长和预设的电平保持时长阈值，据此从与上述引脚对对应的至少一键值中选取一键值；

步骤S402、根据与“Shift”、“Caps Lock”等功能按键对应的引脚对编号、电平保持时长和/或电平变化次数从选中键值对应的字符集中选取字符。

本实施例具体流程参见前述实施例，故不赘述。

本发明还提出一实施例，请参阅图9示出的一实施例流程示意图,其中步骤S1还包括：

步骤S111、预设与一按键对应的至少一键值分别对应不同的电平变化次数阈值。

步骤S3包括：

步骤S311、当引脚对发生电平变化，键盘控制器和主机配合，根据行引脚及列引脚确定引脚对编号，记录电平变化时刻；

步骤S312、根据引脚对编号和电平变化时刻测算电平变化次数.

步骤S4包括：

步骤S411、将电平变化次数与预设的电平变化次数阈值比较，从与引脚对对应的至少一键值中选取一键值；

步骤S412、根据与“Shift”、“Caps Lock”等功能按键对应的引脚对编号、电平保持时长和/或电平变化次数从选中键值对应的字符集中选取字符。

本实施例具体流程参见前述实施例，故不赘述。

基于上述实施例，本发明提出，步骤S1包括：

选取至少一按键做复用，每个复用按键对应标准键盘的至少一键值，每个键值分别对应一个字符集；每个字符集包括多个字符，上述多个字符包括但不限于一双字符键的下档字符和上档字符。

步骤S4还包括：

步骤S43，当主机检测到用户按下复用按键并保持按下状态达到电平保持时长阈值时，不等待用户松开复用按键，主机进行字符选择，完成字符输入。

相比现有技术中需要等待用户松开按键才进行字符选择，完成输入字符，本专利发明的方式具有更好的用户体验感，且能加快输入速度。

本发明的智能终端及智能终端键盘输入方法由上述揭露的方法，可以达到上述目的和效果，然而以上所揭露仅为本发明的较佳实施例，自不能以此限定本发明的权利范围，至于本发明的其它等效修饰或变化，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (12)

1.一种智能终端，其特征在于，包括：

主机、键盘控制器和装设在主机背面壳体上的至少一按键；

所述至少一按键分别连接所述键盘控制器的一对引脚；

所述至少一按键被按下或松开，使与按键连接的引脚对导通或断开，触发引脚对电平变化；

所述键盘控制器与主机配合，根据检测到的引脚对电平变化获得引脚对编号、电平保持时长和/或电平变化次数；

所述主机根据引脚对编号、电平保持时长和/或电平变化次数选取与按键对应的字符，将所述字符输入智能终端。

2.根据权利要求1所述的智能终端，其特征在于：

所述至少一按键装设在所述主机的背面壳体上，是所述按键根据受左、右手控制分成两组；每一组按键组成阵列排布在背面壳体靠近左右两侧，以用户左、右手握持主机的姿态下，用户左、右手除拇指外其余四指分别接触背面壳体的区域。

3.根据权利要求1所述的智能终端，其特征在于：

还包括键盘开关，键盘开关装设在主机的一侧或背面壳体上，分别连接键盘控制器和主机，键盘开关闭合使得键盘控制器获得主机供电，实现打开键盘；键盘开关断开使主机不向键盘控制器供电，实现关闭键盘；或

所述键盘开关为所述智能终端界面上的图标，或作为设置面板中的一个设置选项，主机检测到用户操作所述图标或设置选项则主机程序关闭键盘的电源供给，实现关闭键盘；当主机检测到用户再次操作所述图标或设置选项则主机程序打开电源供给，实现打开键盘。

4.根据权利要求2所述的智能终端，其特征在于：

按键与引脚对具有一一对应的关系；所述按键分别对应至少一键值；各键值与字符集具有一一对应的关系，所述字符集包括至少一字符；

所述主机根据引脚对编号、电平保持时长和/或电平变化次数从与按键对应的至少一键值中选取一键值；

所述主机根据与功能按键对应的引脚对编号、电平保持时长和/或电平变化次数从所述选中的键值对应的字符集中选取一字符。

5.根据权利要求3所述的智能终端，其特征在于：

预设与一按键对应的至少一键值分别对应不同的电平保持时长阈值；

当引脚对发生电平变化，键盘控制器与主机配合获得引脚对编号和电平变化时刻；

主机根据引脚对编号和电平变化时刻测算所述引脚对保持所述电平的时间长度，即电平保持时长；

主机比较电平保持时长和预设电平保持时长阈值，据此从与所述按键对应的至少一键值中选取一键值。

6.根据权利要求3所述的智能终端，其特征在于：

预设与一按键对应的至少一键值分别对应不同的电平变化次数；

当引脚对发生电平变化，键盘控制器与主机配合获得引脚对编号和电平变化时刻；

主机根据引脚对编号和电平变化时刻测算所述引脚对在预设时长区间内电平变化的次数；

主机根据电平变化次数，从与所述按键对应的至少一键值中选取一键值。

7.根据权利要求1~5任意一项所述的智能终端，其特征在于：

 所述键盘控制器为键盘专用控制器，根据智能终端的处理器的控制工作；

 所述每一按键两端分别连接键盘控制器的一行引脚和一列引脚；

 按键被按下或松开，使键盘控制器的一行引脚和一列引脚导通或断开，触发引脚对电平变化；

 键盘控制器根据行引脚及列引脚确定引脚对编号发送给处理器，处理器接收引脚对编号,记录接收时间作为电平变化时刻；

处理器根据引脚对编号和电平变化时刻测算电平保持时长和/或电平变化次数；

处理器根据得到的电平保持时长和/或电平变化次数从与按键对应的至少一键值中选取一键值；

处理器根据与功能按键对应的引脚对编号、电平保持时长和/或电平变化次数从选中键值对应的字符集中选取字符。

8.根据权利要求1~5任意一项所述的智能终端，其特征在于：

 所述键盘控制器为智能终端的处理器；

 所述处理器的部分GPIO引脚划分为至少一行引脚和至少一列引脚，每一按键两端分别连接处理器的一行引脚和一列引脚；

按键被按下或松开，使处理器的一行引脚和一列引脚导通或断开，触发引脚对电平变化；

处理器根据行引脚及列引脚确定引脚对编号，根据引脚对编号、电平变化时刻测算电平保持时长和/或电平变化次数；

处理器根据电平保持时长和/或电平变化次数从与按键对应的至少一键值中选取一键值；

处理器根据与功能按键对应的引脚对编号、电平保持时长和/或电平变化次数从选中键值对应的字符集中选取字符。

9. 一种智能终端键盘输入方法，基于主机、键盘控制器和和装设在主机背面壳体上的至少一按键，所述按键分别连接所述键盘控制器的一对引脚，其特征在于，包括：

预设按键与引脚对具有一一对应的关系；预设所述按键分别对应至少一键值；预设各键值与字符集具有一一对应的关系，所述字符集包括至少一字符；

所述至少一按键被按下或松开，使与按键连接的引脚对导通或断开，触发引脚对电平变化；

所述键盘控制器与主机配合，根据检测到的引脚对电平变化获得引脚对编号、电平保持时长和/或电平变化次数；

所述主机根据引脚对编号、电平保持时长和/或电平变化次数选取与按键对应的字符，将所述字符输入智能终端。

10.根据权利要求9所述的智能终端键盘输入方法，其特征在于：

预设与一按键对应的至少一键值分别对应不同的电平保持时长阈值；

当引脚对发生电平变化，键盘控制器与主机配合获得引脚对编号和电平变化时刻；

主机根据引脚对编号和电平变化时刻测算所述引脚对保持所述电平的时间长度，即电平保持时长；

主机比较电平保持时长和预设电平保持时长阈值，据此从与所述按键对应的至少一键值中选取一键值；

所述主机根据与功能按键对应的引脚对编号、电平保持时长和/或电平变化次数从所述选中的键值对应的字符集中选取一字符。

11.根据权利要求9所述的智能终端键盘输入方法，其特征在于：

预设与一按键对应的至少一键值分别对应不同的电平变化次数；

当引脚对发生电平变化，键盘控制器与主机配合获得引脚对编号和电平变化时刻；

主机根据引脚对编号和电平变化时刻测算所述引脚对在预设时长区间内电平变化的次数；

主机根据电平变化次数，从与所述按键对应的至少一键值中选取一键值；

所述主机根据与功能按键对应的引脚对编号、电平保持时长和/或电平变化次数从所述选中的键值对应的字符集中选取一字符。

12.根据权利要求9至11任意一项所述的智能终端键盘输入方法，其特征在于：

所述预设按键与引脚对具有一一对应的关系；预设所述按键分别对应至少一键值；预设各键值与字符集具有一一对应的关系，所述字符集包括至少一字符是：

选取至少一按键做复用，每个复用按键对应标准键盘的至少一键值，每个键值分别对应一个字符集；每个字符集包括多个字符，所述多个字符包括但不限于一双字符键的下档字符和上档字符；

所述主机根据引脚对编号、电平保持时长和/或电平变化次数选取与键值对应的字符还包括：

当主机检测到用户按下复用按键并保持按下状态达到电平保持时长阈值时，不等待用户松开复用按键，主机进行字符选择，完成字符输入。 

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