CN1061449C - 一种四倍键盘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用做人机交互系统输入设备的键盘，特别是一种四倍键盘及其输入方法。键盘包括键盘基架、键钮、击键响应机构，所述的键钮为角不修圆的矩形，键钮间的间距为0.3-4mm，键符标注区中有标注在单个键钮上的键符，标注在跨搭相邻键钮上的键符。其用较少的键钮，实现较多符号的输入，可以响应单个键钮的键击、相邻键钮的键击。适用于实物键钮键盘和触摸屏式键盘等。

Description

一种四倍键盘

本发明涉及一种用做人机交互系统输入设备的键盘，特别是一种四倍键盘及其输入方法。

在人机交互系统中，键盘是一种常用的输入设备。目前的各种键盘一次接受一个键钮的键击，产生一个键码，转换得一个符码。这种键盘在同一状态下，所能输入的符码集合大小与键钮个数相等，当对应较大的输入符号集合时，键盘上键钮较多，由于有较多的键钮，键盘较大。

本发明的目的在于提供一种四倍键盘及其输入方法。此键盘用较少的键钮，实现较多符号的输入，可以响应单个键钮的键击、相邻键钮的同时键击。

本发明采用如下所述的技术解决方案：包括键盘基架、键钮、击键响应机构，键钮为矩形，键钮间的间距为0．3-4mm，键钮的键符标注区中标注有单个键钮键符，并通过键击该单个键钮键符；在相邻键钮间的的标注区中标注有相邻键钮键符，并通过同时键击相邻键钮从而通过击键响应机构输入该相邻键钮间标注的键符。

在键符标注区中有标注在单个键钮上的单钮键符，标注在跨搭上下相邻或左右相邻两个键钮上的双钮键符及标注在上下左右相邻四个键钮上的四钮键符。单钮键符是键击单个键钮产生的输入，双钮键符是同时键击上下相邻或左右相邻的两个键钮产生的输入，四钮键符是同时键击上下左右相邻的四个键钮产生的输入。

在实物键钮间设置有实物键钮间隔，键钮的顶面与实物键钮间隔的顶面在同一平面内，实物键钮间隔用来间隔键钮的部分为条带，条带宽度按条带距键钮侧立面小于0．3mm确定。实物键钮间隔采用柔软性好、弹性好、耐久不易老化变形、无粘性的橡胶或其它材料制作，以使得在同时按下相邻键钮时它也可同时被按下，松开键钮时，它也可自动弹起复位。同时也不能由于粘性使得击键时导致相邻的不希望的键钮被击键。

输入状态设置键钮可以取矩形阵列中的键钮，也可以在矩形阵列之外另设。输入状态设置键钮是独立的键钮，它可以与其它键钮组合生成输入。

本发明选用接受同时多键钮击键的键盘扫描微处理器或采用串行循环方法处理同时多键钮击键的键盘扫描微处理器来获取击键产生的键钮扫描码：

1、接受同时多键钮击键的键盘扫描微处理，在一次击键中获取多个键钮的接通扫描码，通过一次键盘启动的硬件中断对这些接通扫描码进行译码处理，然后输入到主机。

2、采用串行循环方法处理同时多键钮击键的键盘扫描微处理器，当有键钮接下处于接通状态时，仍可以接受其它键钮击键，只是所启动的中断只向主机输入最后被按下的键钮的接通扫描码，或该键钮被松开时产生的断开扫描码。因此，相邻键钮被同时按下时，各键钮的键码分别被各个键盘启动的硬件中断输入到主机。不能在键盘启动的某一个中断中进行译码，而将译码放在主机操作系统的键盘处理程序中。为了区分每次击键，将键钮的断开扫描码转换为O输入主机，译码时认为界于二个O之间的接通扫描码集合是某次击键产生的。击健产生的键码序列是接通扫描码集合后跟断开扫描码。单个键钮击键产生的接通扫描码集合为一个接通扫描码；上下相邻或左右相邻的两个键钮同时击键产生的接通扫描码集合为二个接通扫描码；上下左右相邻的四个键钮同时击键产生的接通扫描码集合为四个接通扫描码。输入状态设置键钮与上述的三种击键同时击键产生的接通扫描码也处于接通扫描码集合内。由于码集中的“O”具有特殊作用，应使得各键钮的接通扫描码都不为“O”。因此，键盘启动的硬件中断程序完成传送接通扫描码到主机、将断开扫描码转换为O并将之传送到主机。操作系统的键盘处理程序完成确定界于O之间的接通扫描码集合并对其译码。

本发明采用如下所述的译码方法：

1)、根据接通扫描码查表得键钮在键钮阵列上的行、列序号；

2)、根据行、列序号计算键符位：

单键钮的键符位是2(2HN-2N-H+L)+1

双键钮的键符位是各单键钮的键符位之和的一半

四键钮的键符位是斜向相邻的两单键钮键符位之和的一半其中：N-键钮阵列的列数

H-键钮在键钮阵列上的行序号

L-键钮在键钮阵列上的列序号

3)根据键符位的值查表得译码结果，即相应的键符码。

前面所述的扫描码的获取和译码的程序用通常的编程方法编制，是一般的程序员所易于完成的。

四倍键盘的输入方法是键击键符所位于的键钮：

1)对于单钮键符：键击键符所在的单个键钮

2)对于双钮键符：同时键击键符所跨搭的上下相邻或左右相邻的两个键钮

3)对于四钮键符：同时键击键符所跨搭的上下左右相邻的四个键钮

4)与输入状态设置键钮组合输入时，上述击键同输入状态设置键钮击键同时进行。

本发明的优点在于：1、用较少的键钮，实现较多符号的输入：对于具有M×N个键钮的键盘，在同一状态下可完成(2M-1)×(2N-1)即4MN-2M-2N+1个符号的输入，几乎是M×N的4倍。与输入状态设置键钮组合输入，可输入的符号成倍增加；2、响应单个键钮的键击、相邻键钮的同时键击；3、对于实物键钮键盘中的双钮键符和四钮键符的标注，因要跨搭相邻的两个或四个键钮，键钮之间又有间隙，将导致标注的符号支离破碎，影响所标注键符的直观性，本发明采用设置实物键钮间隔，使得键符的局部也标注在其上，减小了键符的破碎程度，增强了直观性；4、对于相同的符号集合，由于所用的键钮大大减少，使得键盘小型化，制造经济，也使得键盘扫描用时短；5、与通常的键盘相比，键盘的击键区不变小，从而不减弱击键的方便性；6、适用于实物键钮键盘和触摸屏式键盘等。

下面结合附图对本发明作进一步描述。

图1是本发明的键盘盘面示意图。

图2是键符标注的位置示意图。

图3是实物键钮间隔示意图。

图4是接受同时多键钮击键的键盘扫描微处理器获取键码和译码流程图。

图5是采用串行循环方法处理同时多键钮击键的键盘扫描微处理器获取键码流程图。

图6是采用串行循环方法处理多键钮同时击键的键盘扫描微处理器获取一次击键产生的接通扫描码

集合的流程图。

图7是译码流程图。

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

本实施例的四倍键盘用于使用DOS操作系统的微型计算机，是实物键钮键盘。键盘中的键盘基架，击键响应机构均为现有技术，在此不再描述。

参看图3，实物键钮间隔3用一块柔软性好、弹性好、耐久不易老化变形、无粘性的正方形橡胶垫制作。其呈网状，有25个矩形孔，其上间隔键钮的部分为条带10，条带10宽1．8mm。

参看图2，键符4的标注位置通过如下所述来确定：1、把每个键钮2横向四等份、竖向四等份。2、由左上角第一个等分点11画横线至最后一个等分点12，再竖向每隔一个等分点画自左至右等分点的横线。3、由左上角第一个等分点11画竖线至最后一个等分点13，再横向每隔一个等分点画自上至下等分点的竖线。4、对每一四方格5画其对角线。5、每一四方格5有四个小三角区14，小三角区14即为键符4标注位置，对角线的交叉点即为击键中心。

参看图1，键盘基架1上的键钮2有25个，呈横行(5行)竖列(5列)的矩形阵列分布。输入状态设置键只取shift键，其位于矩形阵列的左下角，是独立的键钮，键盘基架1上的所有键钮2为角不修圆的矩形，其四周为直立面，键钮2顶面为8mm×8mm。键钮2间的间距为2mm。实物键钮间隔3嵌装固定在键盘基架1上，其上的各条带10位于键钮2之间的间隙中，距键钮2四周面0．1mm。实物键钮间隔3的顶平面与键钮2顶平面在同一平面上，实物键钮间隔3可被按下或弹起复位。键符标注区6由键钮2与实物键钮间隔3组成。其上有单钮键符7(通过键击单个键钮2产生的输入)、双钮键符(通过同时键击上下相邻的两个键钮2产生的输入或通过同时键击左右相邻的两个键钮产生的输入)、四钮键符9(通过同时键击上下左右相邻的四个键钮2产生的输入)，单钮键符7标注在单个键钮2上，双钮键符8标注在跨搭上下相邻的两个键钮2及键钮2间的实物键钮间隔3上或左右相邻的两个键钮2及键钮2间的实物键钮间隔3上，四钮键符9标注在跨搭上下左右相邻的四个键钮2及键钮2间的实物键钮间隔3上。

参看图6，图中的数组C存放接通扫描码集合。

参看图5、图6，采用串行循环方法处理同时多键钮击键的键盘扫描微处理器(型号intel8042或8048)，在获取击键产生的键钮扫描码时，键盘启动的硬件中断程序INT9完成传送接通扫描码到主机的键盘缓冲区，并将断开扫描码转换为O传送到主机的键盘缓冲区。译码由译码程序完成。

参看图7，图中L数组存放键钮在键钮阵列上的列序号，H数组存放键钮在键钮阵列上的行序号。键钮阵列上键钮行序号从上往下递增1，最上一行的行序号为1，列序号从左往右递增1，最左一列的列序号为1。

译码方法是这样的：

1、根据接通扫描码查表(见表一、表二)得键钮在键钮阵列上的行、列序号；

2、根据行、列序号计算键符位：

单键钮的键符位是2(2HN-2N-H+L)+1

双键钮的键符位是各单键钮的键符位之和的一半

四键钮的键符位是斜向相邻的两单键钮键符位之和的一半

其中：N-键钮阵列的列数

H-键钮在键钮阵列上的行序号

L-键钮在键钮阵列上的列序号

3、根据键符位的值查表(见表三、表四)得译码结果，即相应的键符码。

对现有的DOS操作系统改变INT 16，使得它完成提取由O分界的接通扫描码集合作为一次击键产生的键码集合，然后转换成相应的输入。

上述的获取扫描码和译码的程序用通常的编程方法编制，是一般的程序员所易于完成的。

实施例2：

本实施例选用接受同时多键钮击键的键盘扫描微处理器(型号MCS 8279)。参看图4，可以在一次击键中获取多个键钮的接通扫描码，通过一次中断程序INT9对这些接通扫描码进行译码处理，然后输入到主机。其中译码由译码程序完成。图中的数组C存放接通扫描码集合。

本实施例与实施例1只有这部分不相同。其它均相同，可参看实施例1所述。

实施例3：

本实施例描述一种触摸屏式的四倍键盘，参看图8，其有5行、5列共25个键钮，呈横行竖列的矩形阵列分布。输入状态设置键只取shift键，其位于矩形阵列的左下角，是独立的键钮。键盘基架1(屏幕)上的所有键钮2为角不修圆的矩形，其大小为8×8mm。键钮2间的间距为2mm。键符标注区6中有单钮键符7(通过键击单个键钮2产生的输入)、双钮键符8(通过同时键击上下相邻或左右相邻的两个键钮2产生的输入)、四钮键符9(通过同时键击上下左右相邻的四个键钮2产生的输入)。单钮键符标注在单个键钮2上，双钮键符8标注在跨搭上下相邻或左右相邻的两个键钮2上，四钮键符9标注在跨搭上下左右相邻的四个键钮2上。

参看图5、图6、图7，所描述的内容可参看实施例1中相应的叙述。

实施例4：

本实施例描述四倍键盘的输入方法：

1、单钮键符7的输入方法：键击单钮健符7所位于的单个键钮2。例如：输入字符“P”，则键击“P”所位于的第三行第一列的键钮。

2、双钮键符8的输入方法：同时键击双钮键符8所跨搭的上下相邻或左右相邻的两个键钮2。例如：输入字符“Y”，则同时键击“Y”所跨搭的第三行第一列的键钮和第四行第一列的键钮。例如：输入字符“Q”，则同时键击“Q”所跨搭的第三行第一列的键钮和第三行第二列的键钮。

3、四钮键符9的输入方法：同时键击四钮键符9所跨搭的上下左右相邻的四个键钮2。例如：输入字符“H”，则同时键击“H”所跨搭的第二行第一列的键钮、第二行第二列的键钮、第三行第一列的键钮和第三行第二列的键钮。

4、当与输入状态设置键钮shift键组合输入时，上述击键同输入状态设置键钮shift击健同时进行。例如：输入字符“～”时，则先按shift键钮不松，再键击“～”所位于的第一行第一列的键钮。

表1．键钮列号表

接通码(hex)	列号
		29	1
0D	2
		10	3
0A	4
		2C	5
19	1
		18	2
11	3
		0B	4
2D	5
		05	1
06	2
		31	3
22	4
		23	5
1F	1
		27	2
32	3
		2F	4
35	5
		2A	1
30	2
		17	3
33	4
		14	5

表2．键钮行号表

接通码(hex)	行号
		29	1
0D	1
		10	1
0A	1
		2C	1
19	2
		18	2
11	2
		0B	2
2D	2
		05	3
06	3
		31	3
22	3
		23	3
1F	4
		27	4
32	4
		2F	4
35	4
		2A	5
30	5
		17	5
33	5
		14	5

表3．非shift输入状态译码表

键符位	译码结果ASCⅡ码(hex)	输入键符	接通码集合(hex)
				1	60	`	29
2	31	1	29,0D
				3	32	2	0D
4	33	3	0D,10
				5	34	4	10
6	35	5	10,0A
				7	36	6	0A
8	37	7	0A,2C
				9	38	8	2C
10	39	9	29,19
				11	30	0	29,0D,19,18
12	2D	-	0D,18
				13	3D	=	0D,10,18,11
14	08	Back	10,11
				15	09	Tab	10,0A,11,0B
16	5C		0A,0B
				17	3B	；	0A,2C,0B,2D
18	27	'	2C,2D
				19	2F	/	19
20	5B	[	19,18
				21	5D	]	18
22	61	a	18,11
				23	62	b	11
24	63	c	11,0B
				25	64	d	0B
26	65	e	0B,2D
				27	66	f	2D
28	67	g	19,05
				29	68	h	19,18,05,06
30	69	i	18,06
				31	6A	j	18,11,06,31
32	6B	k	11,31
				33	6C	l	11,0B,31,22
34	6D	m	0B,22
				35	6E	n	0B,2D,22,23
36	6F	o	2D,23
				37	70	p	05
38	71	q	05,06

39	72	r	06
				40	73	s	06,31
41	74	t	31
				42	75	u	31.22
43	76	y	22
				44	77	w	22,23
45	78	x	23
				46	79	y	05,1F
47	7A	z	05,06,1F,27
				48	00,52	Ins	06,27
49	00,47	Home	06,31,27,32
				50	00,49	Page Up	31,32
51	00,3B	F1	31,22,32,2F
				52	00,3C	F2	22,2F
53	18	↑	22,23,2F,35
				54	19	↓	23,35
55	1B	Esc	1F
				56	2C		1F,27
57	00,53	Del	27
				58	00,4F	End	27,32
59	00,51	Page Down	32
				60	00,3D	F3	32,2F
61	00,3E	F4	2F
				62	1B	←	2F,35
63	1A	→	35
				66	00,3F	F5	27,30
67	00,40	F6	27,32,30,17
				68	00,41	F7	32,17
69	00,42	F8	32,2F,17,33
				70	00,43	F9	2F,33
71	00,44	F10	2F,35,33,14
				72	2E	.	35,14
75	20	Space	30
				77	2A	*	17
78	2B	+	17,33
				79	2D	-	33
80	2F	/	33,14
				81	0D	Enter	14

表4．shift输入状态译码表

键符位	译码结果ASCⅡ码(hex)	输入键符	接通码集合(hex)
				1	7E	～	2A,29
2	21	！	2A,29,0D
				3	40	@	2A,0D
4	23	#	2A,0D,10
				5	24	＄	2A,10
6	25	％	2A,10,0A
				7	5E	^	2A,0A
8	26	＆	2A,0A,2C
				9	2A	*	2A,2C
10	28	(	2A,29,19
				11	29	)	2A,29,0D,19,18
12	5F	_	2A,0D,18
				13	2B	+	2A,0D,10,18,11
15	00,0F	BackTab	2A,10,0A,11,0B
				16	7C	｜	2A,0A,0B
17	3A	：	2A,0A,2C,0B,2D
				18	22	"	2A,2C,2D
19	3F	？	2A,19
				20	7B	{	2A,19,18
21	7D	}	2A,18
				22	41	A	2A,18,11
23	42	B	2A,11
				24	43	C	2A,11,0B
25	44	D	2A,0B
				26	45	E	2A,0B,2D
27	46	F	2A,2D
				28	47	G	2A,19,05
29	48	H	2A,19,18,05,06
				30	49	I	2A,18,06
31	4A	J	2A,18,11,06,31
				32	4B	K	2A,11,31

后续

续前

33	4C	L	2A,11,0B,31,22
				34	4D	M	2A,0B,22
35	4E	N	2A,0B,2D,22,23
				36	4F	O	2A,2D,23
37	50	P	2A,05
				38	51	Q	2A,05,06
39	52	R	2A,06
				40	53	S	2A,06,31
41	54	T	2A,31
				42	55	U	2A,31,22
43	56	V	2A,22
				44	57	W	2A,22,23
45	58	X	2A,23
				46	59	Y	2A,05,1F
47	5A	Z	2A,05,06,1F,27
				56	3C	＜	2A,1F,27
72	3E	＞	2A,35,14

Claims (5)

1、一种四倍键盘，包括键盘基架、键钮、击键响应机构，其特征在于键钮(2)为矩形，键钮(2)间的间距为0．3-4mm，键钮(2)的键符标注区(6)中标注有单个键钮键符(7)，并通过键击该单个键钮键符(7)；在相邻键钮间的的标注区(6)中标注有相邻键钮键符(8)、(9)，并通过同时键击相邻键钮从而通过击键响应机构输入该相邻键钮间标注的键符(8)、(9)。

2、根据权利要求1所述的一种四倍键盘，其特征在于在跨搭上下相邻或左右相邻两个键钮(2)间的标注区(6)中标注有双钮键符(8)，并通过同时键击两个键钮输入双键键符(8)；在跨搭上下左右四个键钮(2)间的标注区(6)中标注有四钮键符(9)，并通过同时键击四个键钮输入四键键符(9)。

3、根据权利要求1或2所述的一种四倍键盘，其特征在于在键钮(2)间设置有实物键钮间隔(3)，键钮(2)的顶面与实物键钮间隔(3)的顶面在同一平面内，实物键钮间隔(3)可被按下或弹起复位。

4、根据权利要求1或2所述的一种四倍键盘，其特征在于键钮(2)呈横行竖列的矩形阵列分布。

5、根据权利要求1或2所述的一种四倍键盘，其特征在于选用采用串行循环方法处理同时多键钮击键的键盘扫描微处理器获取击键产生的键钮扫描码，并使用以下方法完成译码：

a)根据接通扫描码查表得键钮在键钮阵列上的行、列序号；

b)根据行、列序号计算键符位：

单键钮的键符位是2(2HN-2N-H+L)+1

双键钮的键符位是各单键钮的键符位之和的一半

四键钮的键符位是斜向相邻的两单键钮键符位之和的一半

其中：N-键钮阵列的列数

H-键钮在键钮阵列上的行序号

L-键钮在键钮阵列上的列序号

c)根据键符位的值查表得译码结果，即相应的键符码。

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