CN105759998A - 一种触摸计算机键盘系统及按键判断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种触摸计算机键盘系统，包括层叠设置的触摸板和电路板，所述触摸板上安装有一组计算机按键位，所述电路板上安装红外感应装置、电容感应装置、手势操作装置、控制装置，所述红外感应装置、电容感应装置和手势操作装置均与所述控制装置连接，所述比较模块与所述存储模块连接。本发明通过红外感应装置和电容感应装置的设计能够让人类与计算机更好的进行交互，而且取消了机械键盘，能够减少制造的材料成本，而且在实际的使用过程中，比如办公过程中，可以避免产生噪音。且在键盘中采用了电容传感的设计，对红外感应进行补充，在更大程度上能够减少误操作的可能性。该计算机按键系统制作工艺简单、零件较少，在易用性和寿命上均较好。

Description

一种触摸计算机键盘系统及按键判断方法
技术领域
本发明涉及芯片通信频率检测技术领域，尤其涉及一种判断芯片通信频率的装置、判断方法及节省芯片的方法。
背景技术
如今的手机技术发展日新月异，从当初的功能机到现在的智能机，从机械按键到触摸屏，人们与各种终端的交互手段也越来越多，比如语音交互和手势操作，但是计算机仍然沿用着老式的机械键盘，在按键的发展上却止步不前，PC做为一种生产力工具，这种技术已经跟不上时代的发展，机械按键的生产工艺太过复杂，且零件多、材料多，而且在防水性、寿命、易用性上都比较差，使用时噪音较大，但是，随着人们对与机器的交互性上要求越来越高，单纯的按键和鼠标早已落后。
在手机上由于人们的使用习惯问题，只会进行单手操作，而且由于屏幕小，所以准确性很高，但在如计算机键盘中，在现有的技术中，发生误判的可能性很高，无法准确的识别正确的操作，没有容错的设计。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种触摸计算机键盘系统，该系统通过设置层叠设置的触摸板和电路板，并且在电路板上安装红外感应装置、电容感应装置和手势操作装置，红外感应装置和电容感应装置的设计能够让人类与计算机更好的进行交互，在触摸键盘中，利用红外感应装置进行基本的感应，为了防止误碰，另在设计一套电容感应装置，确保系统能够正确的对于触摸的按键进行响应，手势操作装置用于感应用户的滑动操作。
本发明的第二目的是提供一种根据上述触摸计算机键盘系统的按键判断方法。
为了实现本发明的第一目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种触摸计算机键盘系统，包括层叠设置的触摸板和电路板，所述触摸板上安装有一组计算机按键位，所述电路板上安装有以下装置：
红外感应装置，用于通过红外感应每个计算机按键位被触摸的触碰信号，并判断键位编号；
电容感应装置，用于通过电容感应每个计算机按键位被触摸的触碰信号，并判断键位编号；
手势操作装置，用于感应在触摸板上的手势信号；
控制装置，用于接收红外感应装置和电容感应装置感应到的键位编号，接收手势操作装置感应到的手势信号，同时输出键位编号和手势信号；
所述红外感应装置、电容感应装置和手势操作装置均与所述控制装置连接，所述比较模块与所述存储模块连接。
进一步地，所述红外感应装置包括红外感应单元，每个所述计算机按键位与所述电路板之间均安装有多个所述红外感应单元，每个所述红外感应单元均包括感应器基座、有机玻璃、红外发生器、红外接收器，所述感应器基座安装在所述电路板上，所述感应器基座与计算机按键位之间嵌入有所述有机玻璃，所述感应器基座与有机玻璃接触的表面嵌入有红外发生器和红外接收器，同一个所述感应器基座上的红外发生器和红外接收器共同组成一个接收单元，每个所述接收单元均与红外键位判断装置连接。
进一步地，所述红外键位判断装置包括以下模块：
信号接收模块，用于接收每个接收单元的触碰信号；
红外键位判断模块，对同一时间内接收到的每个触碰信号进行键位编号判断；
计数模块，对同一个计算机按键位发送的触碰信号进行计数；
存储模块，用于对正在计数的键位编号进行暂存；
比较模块，用于判断同一个计算机按键位发送的触碰信号数量是否大于或等于预定数量，若是，向红外键位输出模块发送信号；
红外键位输出模块，用于将大于预定数量的触碰信号所应对的键位编号发送给控制装置；
所述信号接收模块、红外键位判断模块、计数模块、存储模块、比较模块、红外键位输出模块依次连接，且所述存储模块还与所述红外键位输出模块连接。
进一步地，每个所述计算机按键位与所述电路板之间均安装有五个所述红外感应单元，其中一个红外感应单元安装在所述计算机按键位中心位置，另外四个红外感应单元以中心位置处的红外感应单元为中心矩形阵列分布。
进一步地，所述电容感应装置包括安装在每个计算机按键位与所述电路板之间的金属感应片，每个所述金属感应片均与电容键位判断装置连接，所述电容键位判断装置与所述控制装置连接。
进一步地，所述手势操作装置包括计时模块、方向判断模块，所述方向判断模块与红外键位输出模块连接，所述方向判断模块还与计时模块连接。
进一步地，所述控制装置包括键位判断模块、控制模块、ASCII码转换模块、信号发送模块、I/O接口，所述键位判断模块、ASCII码转换模块和信号发送模块均与所述控制模块连接，所述信号发送模块还与I/O接口连接。
为了实现本发明的第二目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种根据上述触摸计算机键盘系统的按键判断方法，包括以下步骤：
S1、用户触碰触摸板；
S2、接收每个接收单元的触碰信号；
S3、同一时间内，红外感应装置对接收到的每个触碰信号进行键位编号判断，电容感应装置对接收到的每个触碰信号进行键位编号判断；
S4、判断同一时间内，红外感应装置和电容感应装置是否均接收到相同键位编号的计算机按键位的信号；
S5、判断步骤S4中相同的键位编号对应的计算机按键位受到触碰。
进一步地，所述步骤S3中，红外感应装置对接收到的信号判断方法为：
S31、对同一时间内接收到的每个触碰信号进行键位编号判断，并对相同键位编号的触碰信号进行计数；
S32、判断同一个计算机按键位发送的触碰信号数量是否大于预定数量，若是，执行步骤S33、若否执行步骤S34；
S33、对判断步骤S32中的计算机按键位进行键位判断，执行步骤S34；
S34、结束。
进一步地，所述步骤5后还执行以下步骤：
S6、将步骤S5中计算机按键位对应的键位编号转换为ASCII码；
S7、输出步骤S6中的ASCII码。
本发明通过在触碰板上设置计算机按键位，在电路板上安装红外感应装置和电容感应装置共同感应用户的按键操作，其中红外感应装置进行基本的键位感应，电容感应装置也同时对键位进行感应，而手势操作装置用于检测用户在触摸板上的手势操作。
本发明将手机中的触摸屏技术引入至计算机键盘上，通过红外感应装置和电容感应装置的设计能够让人类与计算机更好的进行交互，而且取消了机械键盘，能够减少制造的材料成本，而且在实际的使用过程中，比如办公过程中，可以避免产生噪音。且在键盘中采用了电容传感的设计，对红外感应进行补充，在更大程度上能够减少误操作的可能性。该计算机按键系统制作工艺简单、零件较少，在易用性和寿命上均较好。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
图1为本发明的触摸计算机键盘系统的结构示意图；
图2为本发明的触摸计算机键盘系统的结构框图；
图3为本发明中红外感应单元的结构示意图；
图4为本发明的触摸计算机键盘系统的按键判断方法的方法流程图。
附图标记说明，1、触摸板，2、电路板，3、计算机按键位，4、红外感应装置，5、电容感应装置，6、手势操作装置，7、控制装置，41、红外感应单元，42、红外键位判断装置，400、接收单元，411、感应器基座，412、有机玻璃，413、红外发生器，414、红外接收器，421、信号接收模块，422、红外键位判断模块，423、计数模块，424、存储模块，425、比较模块，426、红外键位输出模块，51、金属感应片，52、电容键位判断装置，61、计时模块，62、方向判断模块，71、键位判断模块，72、控制模块，73、ASCII码转换模块，74、信号发送模块，75、I/O接口。
具体实施方式
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，以下说明和附图对于本发明是示例性的，并且不应被理解为限制本发明。以下说明描述了众多具体细节以方便对本发明理解。然而，在某些实例中，熟知的或常规的细节并未说明，以满足说明书简洁的要求。
参阅图1、图2所示，本发明提供一种触摸计算机键盘系统，包括层叠设置的触摸板1和电路板2，触摸板1上安装有一组计算机按键位3，电路板2上安装有以下装置：
红外感应装置4，用于通过红外感应每个计算机按键位3被触摸的触碰信号，并判断键位编号；
电容感应装置5，用于通过电容感应每个计算机按键位3被触摸的触碰信号，并判断键位编号；
手势操作装置6，用于感应在触摸板1上的手势信号；
控制装置7，用于接收红外感应装置4和电容感应装置5感应到的键位编号，接收手势操作装置6感应到的手势信号，同时输出键位编号和手势信号；
红外感应装置4、电容感应装置5和手势操作装置6均与控制装置7连接。
通过在触碰板1上设置计算机按键位3，在电路板2上安装红外感应装置4和电容感应装置5共同感应用户的按键操作，其中红外感应装置4进行基本的键位感应，电容感应装置5也同时对键位进行感应，减少误操作的可能性，而手势操作装置6用于检测用户在触摸板1上的手势操作。通过将手机中的触摸屏技术引入至计算机键盘上，通过红外感应装置4和电容感应装置5的设计能够让人类与计算机更好的进行交互，而且取消了机械键盘，能够减少制造的材料成本，而且在实际的使用过程中，比如办公过程中，可以避免产生噪音。该计算机按键系统制作工艺简单、零件较少，在易用性和寿命上均较好。
参阅图3所示，红外感应装置4包括红外感应单元41，每个计算机按键位3与电路板2之间均安装有多个红外感应单元41，每个红外感应单元41均包括感应器基座411、有机玻璃412、红外发生器413、红外接收器414，感应器基座411安装在电路板2上，感应器基座411与计算机按键位3之间嵌入有有机玻璃412，感应器基座411与有机玻璃412接触的表面嵌入有红外发生器413和红外接收器414，同一个感应器基座411上的红外发生器413和红外接收器414共同组成一个接收单元400，每个接收单元400均与红外键位判断装置42连接。有机玻璃412尽可能的做小不影响键盘的整体感和美观，同时有机玻璃412也将会形成光通路，当手指触摸到键盘时，红外发生器413发出的红外光在有机玻璃412表面发生反射，被红外接收器414感应到。实现判断是否有按压计算机按键位3作用。该红外感应装置4也其他接收，现有技术中结构较多在此不做敷述。
在本实施例中，每个计算机按键位3与电路板2之间均安装有五个红外感应单元41，其中一个红外感应单元41安装在计算机按键位3中心位置，另外四个红外感应单元41以中心位置处的红外感应单元41为中心矩形阵列分布。设置多个红外感应单元41是为了提高检测的准确率，同时五个红外感应单元41在计算机按键位3均匀分布，检测的面积大且完整。该红外感应单元41也可以设为其他数量也不影响本发明的实施。
具体的，红外键位判断装置42包括以下模块：
信号接收模块421，用于接收每个接收单元400的触碰信号；
红外键位判断模块422，对同一时间内接收到的每个触碰信号进行键位编号判断；
计数模块423，对同一个计算机按键位3发送的触碰信号进行计数；
存储模块424，用于对正在计数的键位编号进行暂存；
比较模块425，用于判断同一个计算机按键位3发送的触碰信号数量是否大于或等于预定数量，若是，向红外键位输出模块426发送信号；
红外键位输出模块426，用于将大于或等于预定数量的触碰信号所应对的键位编号发送给控制装置7；
信号接收模块421、红外键位判断模块422、计数模块423、存储模块424、比较模块425、红外键位输出模块426依次连接，且存储模块424还与红外键位输出模块426连接，比较模块425与存储模块424连接。信号接收模块421接收到触碰信号后，红外键位判断模块422判断每个触碰信号对应的键位编号，计数模块423对相同键位编号的触碰信号进行计数，比较模块425用于将一个键位编号对应的触碰信号数量与预定数量比较，在本实施例中，预定数量示例性的设为四个，该数量可以根据每个计算机按键位3上红外感应单元41的数量而调整，若大于或等于四个则可以判断该按键被用户触碰。
电容感应装置5包括安装在每个计算机按键位3与电路板2之间的金属感应片51，每个金属感应片51均与电容键位判断装置52连接，电容键位判断装置52与控制装置7连接。当人体的手指接触金属感应片的时候，人体相当于一个接大地的电容，因此会在感应片和大地之间形成一个电容，感应的电容量通常只有几PF到几十PF，利用这个原理，我们就可以在外部搭建相关电路。金属感应片51与手指之间组成电容，金属感应片51上形成电流，电容键位判断装置52检测到电流以后判断计算机按键位3的键位编号。在本实施例中，利用LPC系列cortex-M0微控制器的电容式触摸感应按键方案，采用LPC1100的GPIO口和两个内部定时器，即可实现多达24个独立按键或者划条式电容触摸的应用。
手势操作装置6包括计时模块61、方向判断模块62，方向判断模块62与红外键位输出模块426连接，方向判断模块62还与计时模块61连接。用户通过在触摸屏2上滑动，红外感应单元41接受到按压信号，通过分析一定时间内红外键位输出模块426输出的按键编号即可得到用户滑动方向，最终方向判断模块62判断滑动方向。
控制装置7包括键位判断模块71、控制模块72、ASCII码转换模块73、信号发送模块74、I/O接口75，键位判断模块71、ASCII码转换模块73和信号发送模块74均与控制模块72连接，信号发送模块74还与I/O接口75连接。
在红外键位输出模块426将红外检测按键编号发送给键位判断模块71，电容键位判断装置52将电容检测的按键编号发送给键位判断模块71，当两路都有信号时键位判断模块71键位判断模块判断该键位编号对应的计算机按键位3收到按压，ASCII码转换模块73将该键位编号转换为ASCII码，再通过I/O接口75发送给计算机。
参阅图4所示，本发明还提供一种根据上述触摸计算机键盘系统的按键判断方法，包括以下步骤：
S1、用户触碰触摸板1；
S2、接收每个接收单元的触碰信号；以五个红外感应单元41为例，用户触摸一个按键时，可能红外感应单元41接收到三个或四个按压信号，同一个计算机按键位3会发送三个或四个触碰信号，并且同时可能会有多个计算机按键位3受到按压，而每个计算机按键位3接收到的触碰信号数量不同。
S3、同一时间内，红外感应装置4对接收到的每个触碰信号进行键位编号判断，即判断每个触碰信号是那个计算机按键位3上的红外感应单元41发出的，电容感应装置5对接收到的每个触碰信号进行键位编号判断；判断接收到的每个触碰信号对应的键位编号。
S4、判断同一时间内，红外感应装置4和电容感应装置5是否均接收到相同键位编号的计算机按键位3的信号；该步骤用于防止计算机按键位3是由于误碰而发出的信号。提高了按键的准确性。
S5、判断步骤S4中相同的键位编号对应的计算机按键位3受到触碰。
步骤5后还执行以下步骤：
S6、将步骤S5中计算机按键位3对应的键位编号转换为ASCII码；
S7、输出步骤S6中的ASCII码。该步骤用于向计算机发送用户按压的按键ASCII码。
优选的，步骤S3中，红外感应装置4对接收到的信号判断方法为：
S31、对同一时间内接收到的每个触碰信号进行键位编号判断，并对相同键位编号的触碰信号进行计数；
S32、判断同一个计算机按键位发送的触碰信号数量是否大于或等于预定数量，若是，执行步骤S33、若否执行步骤S34；
S33、对判断步骤S32中的计算机按键位3进行键位判断，执行步骤S34；
S34、结束。
同一个计算机按键位3上的红外感应单元41示例性设为五个，而预定数量示例性的设为四个，计算同一个计算机按键位3上的红外感应单元41接收到按压信号的数量，当同一个计算机按键位3上的红外感应单元41数量超过或等于四个时，就判断该计算机按键位3受到按压，按压判断准确。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干省略、改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种触摸计算机键盘系统，其特征在于，包括层叠设置的触摸板(1)和电路板(2)，所述触摸板(1)上安装有一组计算机按键位(3)，所述电路板(2)上安装有以下装置：
红外感应装置(4)，用于通过红外感应每个计算机按键位(3)被触摸的触碰信号，并判断键位编号；
电容感应装置(5)，用于通过电容感应每个计算机按键位(3)被触摸的触碰信号，并判断键位编号；
手势操作装置(6)，用于感应在触摸板(1)上的手势信号；
控制装置(7)，用于接收红外感应装置(4)和电容感应装置(5)感应到的键位编号，接收手势操作装置(6)感应到的手势信号，同时输出键位编号和手势信号；
所述红外感应装置(4)、电容感应装置(5)和手势操作装置(6)均与所述控制装置(7)连接。
2.根据权利要求1所述的触摸计算机键盘系统，其特征在于：所述红外感应装置(4)包括红外感应单元(41)，每个所述计算机按键位(3)与所述电路板(2)之间均安装有多个所述红外感应单元(41)，每个所述红外感应单元(41)均包括感应器基座(411)、有机玻璃(412)、红外发生器(413)、红外接收器(414)，所述感应器基座(411)安装在所述电路板(2)上，所述感应器基座(411)与计算机按键位(3)之间嵌入有所述有机玻璃(412)，所述感应器基座(411)与有机玻璃(412)接触的表面嵌入有红外发生器(413)和红外接收器(414)，同一个所述感应器基座(411)上的红外发生器(413)和红外接收器(414)共同组成一个接收单元(400)，每个所述接收单元(400)均与红外键位判断装置(42)连接。
3.根据权利要求2所述的触摸计算机键盘系统，其特征在于：所述红外键位判断装置(42)包括以下模块：
信号接收模块(421)，用于接收每个接收单元(400)的触碰信号；
红外键位判断模块(422)，对同一时间内接收到的每个触碰信号进行键位编号判断；
计数模块(423)，对同一个计算机按键位(3)发送的触碰信号进行计数；
存储模块(424)，用于对正在计数的键位编号进行暂存；
比较模块(425)，用于判断同一个计算机按键位(3)发送的触碰信号数量是否大于或等于预定数量，若是，向红外键位输出模块(426)发送信号；
红外键位输出模块(426)，用于将大于或等于预定数量的触碰信号所应对的键位编号发送给控制装置(7)；
所述信号接收模块(421)、红外键位判断模块(422)、计数模块(423)、存储模块(424)、比较模块(425)、红外键位输出模块(426)依次连接，且所述存储模块(424)还与所述红外键位输出模块(426)连接，所述比较模块(425)与所述存储模块(424)连接。
4.根据权利要求3所述的触摸计算机键盘系统，其特征在于：每个所述计算机按键位(3)与所述电路板(2)之间均安装有五个所述红外感应单元(41)，其中一个红外感应单元(41)安装在所述计算机按键位(3)中心位置，另外四个红外感应单元(41)以中心位置处的红外感应单元(41)为中心矩形阵列分布。
5.根据权利要求3所述的触摸计算机键盘系统，其特征在于：所述电容感应装置(5)包括安装在每个计算机按键位(3)与所述电路板(2)之间的金属感应片(51)，每个所述金属感应片(51)均与电容键位判断装置(52)连接，所述电容键位判断装置(52)与所述控制装置(7)连接。
6.根据权利要求5所述的触摸计算机键盘系统，其特征在于：所述手势操作装置(6)包括计时模块(61)、方向判断模块(62)，所述方向判断模块(62)与红外键位输出模块(426)连接，所述方向判断模块(62)还与计时模块(61)连接。
7.根据权利要求3-6任一项所述的触摸计算机键盘系统，其特征在于：所述控制装置(7)包括键位判断模块(71)、控制模块(72)、ASCII码转换模块(73)、信号发送模块(74)、I/O接口(75)，所述键位判断模块(71)、ASCII码转换模块(73)和信号发送模块(74)均与所述控制模块(72)连接，所述信号发送模块(74)还与I/O接口(75)连接。
8.一种根据权利要求1所述触摸计算机键盘系统的按键判断方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、用户触碰触摸板；
S2、接收每个接收单元的触碰信号；
S3、同一时间内，红外感应装置(4)对接收到的每个触碰信号进行键位编号判断，电容感应装置(5)对接收到的每个触碰信号进行键位编号判断；
S4、判断同一时间内，红外感应装置(4)和电容感应装置(5)是否均接收到相同键位编号的计算机按键位(3)的信号；
S5、判断步骤S4中相同的键位编号对应的计算机按键位(3)受到触碰。
9.根据权利要求8所述按键判断方法，其特征在于，所述步骤S3中，红外感应装置对接收到的信号判断方法为：
S31、对同一时间内接收到的每个触碰信号进行键位编号判断，并对相同键位编号的触碰信号进行计数；
S32、判断同一个计算机按键位发送的触碰信号数量是否大于或等于预定数量，若是，执行步骤S33、若否执行步骤S34；
S33、对判断步骤S32中的计算机按键位(3)进行键位判断，执行步骤S34；
S34、结束。
10.根据权利要求8或9所述按键判断方法，其特征在于，所述步骤5后还执行以下步骤：
S6、将步骤S5中计算机按键位(3)对应的键位编号转换为ASCII码；
S7、输出步骤S6中的ASCII码。
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