CN109960421B - 键盘控制系统及其电脑输入系统 - Google Patents

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Abstract

一种键盘控制系统及其电脑输入系统。键盘控制系统用于电脑输入系统所具有的键盘，键盘具有多个按键。键盘控制系统包括多个按键控制模块及主控制模块。每一按键控制模块电性连接多个按键，藉以根据任一按键的作动以产生按键控制信号，其中每一按键控制模块所电性连接的按键皆不相同。主控制模块电性连接多个按键控制模块，用以执行该按键控制信号。

Description

键盘控制系统及其电脑输入系统
技术领域
本发明是关于一种键盘控制系统及其电脑输入系统，特别是一种可利用单一引脚对应单一按键的键盘控制系统及其电脑输入系统。
背景技术
随着时代的进步，现代人利用键盘输入文字或控制信号已经很常见的行为。而为了产生多样的控制信号，现有技术中已经具有利用不同按键同时按压来输入组合键的技术，尤其是以用在游戏的操控上，直接输入组合键是不可或缺的技巧。
在此请参考图1为现有技术的键盘控制系统的架构示意图。
于现有技术中的键盘控制系统90来说，有种键盘的控制方式为将键盘按键排成矩阵形式，即如图1的键盘矩阵91(Keyboard Matrix)。当按键触发时，主控制模块94依照行(Clown)键盘控制器(Keyboard Controller)92与列(Row)键盘控制器93的信息，来查询键盘码表格，藉此找出用户压下的按键信息并输出。不过这种矩阵的设计方式代表压下就会形成通路，如果一次压下太多键，就有可能造成信号误判，也就是键位冲突的现象发生。
为了防止键位冲突，于现有技术中的已经具有一些特殊设计的电路或控制方式。举例来说，现有技术中的键盘矩阵91可以加上二极管串联开关。其原理为当呈直角三角形的三按键同时按时，利用二极管来阻绝这三个按键的逆向回授电流而不与此三按键呈四角形的第四按键短路，则不会误判第四按键有按压。但此种方法每个按键都必须串接二极管。一般都是将二极管嵌入薄膜(membrane)上，常会发生嵌入不良的问题，或将二极管焊接在一大片的PCBA上，造成成本增加。
另外，于中国台湾专利号324829的专利《按键开关》中，揭示了将每一个按键都互相隔绝，每当有按键时，电路感应到微小的电流变化量，再经放大器(Amplifier)及闩(Latch)电路，来判别是否有按键。但由于感应到的电流变化量过于微小﹐假如放大电路不良(倍数过小或有噪声)，时常会有按键误判的发生。且成本高昂之外，制造更是不易。
再者，于美国专利号US2010/0066567A1的专利《Resistive switch matrix》中，揭示了每一个按键都串接一颗电阻，一次扫描一列(Row)。此列如果有按键时，则会将此按键串接的电阻上接到电源，而其他没被扫描的列，都会跟旁路电阻并联成小电阻而下接到接地端。因而可以得到一个两串联电组分压的数值，再将此数值用比较器电路来判断是否有按键。但此技术必须在薄膜(membrane)作二次油墨印刷，一次为低阻抗油墨印刷，一次为高阻抗油墨印刷。所以更有两不同油墨阻抗误差的问题。造成良率不佳的问题
再者，为了防止键盘矩阵91里的杂散电容的充放电时间,会造成是否有按键的电压判断错误,所以一般都会在每行按键控制器92扫描时增加约30微秒的延迟时间，或延迟更久。而以一般电竞键盘的Row x Column约为8x16,则主控制模块94浪费在此充放电时间最少约为30微秒乘以16，即480微秒。而一般电竞键盘为了提升按键的反应时间，通常是每一毫秒对整个键盘矩阵91扫描过一次，这样将造成主控制模块94浪费在充放电时间的延迟约48％(480微秒除以一毫秒)效率。
因此，有必要发明一种新的键盘控制系统及其电脑输入系统，以解决现有技术的缺失。
发明内容
本发明的主要目的是在提供一种键盘控制系统，其具有可利用单一引脚对应单一按键的效果其电脑输入系统。
本发明的另一主要目的是在提供另一种具有上述键盘控制系统的电脑输入系统。
为达成上述的目的，本发明的键盘控制系统用于电脑输入系统所具有的键盘，键盘具有多个按键。键盘控制系统包括多个按键控制模块及主控制模块。每一按键控制模块电性连接多个按键，藉以根据任一按键的作动以产生按键控制信号，其中每一按键控制模块所电性连接的按键皆不相同。主控制模块电性连接多个按键控制模块，用以执行该按键控制信号。
本发明的电脑输入系统包括键盘及键盘控制系统。键盘具有多个按键。键盘控制系统包括多个按键控制模块及主控制模块。每一按键控制模块电性连接多个按键，藉以根据任一按键的作动以产生按键控制信号，其中每一按键控制模块所电性连接的按键皆不相同。主控制模块电性连接多个按键控制模块，用以执行该按键控制信号。
附图说明
图1为现有技术的键盘控制系统的架构示意图。
图2为本发明的电脑输入系统的架构示意图。
图3为本发明的键盘控制系统的第一实施例的架构示意图。
图4为本发明的键盘控制系统的第二实施例的架构示意图。
其中，附图标记为：
现有技术
键盘控制系统90
键盘矩阵91
行键盘控制器92
列键盘控制器93
主控制模块94
本发明
电脑输入系统1
键盘控制系统10、10a、10b
键盘2
按键2a～2p
多个的按键控制模块20
第一按键控制模块21
第二按键控制模块22
第三按键控制模块23
第四按键控制模块24
主控制模块30
主总线40
接地端G
具体实施方式
为能让贵审查委员能更了解本发明的技术内容，特举较佳具体实施例说明如下。
以下请先参考图2为本发明的电脑输入系统的架构示意图。
本发明的电脑输入系统1可以适用于桌面电脑或是笔记本电脑等主机以输入控制命令，但本发明并不限于此。电脑输入系统1包括键盘2及键盘控制系统10。键盘2上具有多个按键，以供用户按压，例如图3或图4所示的按键2a～2p，但图3或图4仅为示例，本发明并不限制按键的数量。键盘控制系统10包括多个按键控制模块20及主控制模块30。多个的按键控制模块20电性连接到键盘2上的每一个按键，主控制模块30再与多个按键控制模块20电性连接，以接收按键按压后的按键控制信号。最后按键控制信号可用以控制电脑输入系统1所电性连接的其他模块(图未示)，由于此部分并非本发明的重点所在，故在此不再赘述。
在此请参考图3为本发明的键盘控制系统的第一实施例的架构示意图。
于本发明的第一实施例中，键盘控制系统10a可包括第一按键控制模块21、第二按键控制模块22、第三按键控制模块23及第四按键控制模块24，但本发明并不限于此数量。第一按键控制模块21的引脚电性连接按键2a到按键2d，第二按键控制模块22的引脚电性连接按键2e到按键2h，第三按键控制模块23的引脚电性连接按键2i到按键2l，第四按键控制模块24的引脚电性连接按键2m到按键2p，每个按键2a～2p皆再电性连接到接地端G。由此可知，第一按键控制模块21到第四按键控制模块24所电性连接的按键2a～2p皆不相同，每一个按键2a～2p都会独立电性连接到其中一个按键控制模块的引脚。需注意的是，图3的按键数量仅为举例说明。且为了配合一般市售的键盘2，每一个按键控制模块可具有32只引脚，以直接电性连接32个按键。如此一来，四个按键控制模块就可以对应到128个按键，符合一般键盘2的需求。
当任一个按键2a～2p被按压时，其对应的按键控制模块21到24就会产生按键控制信号。按键控制信号就会再传输至主控制模块30，用以控制电脑输入系统1所电性连接的其他模块。由于每一个按键2a～2p都会独立电性连接到其中一个按键控制模块21到24，所以所产生的按键控制信号是独立的，不会有按键2a～2p没有被按压却发出按键控制信号的错误发生。如此一来，就可以避免发生键位冲突或鬼键的现象。且主控制模块30不须扫描整个键盘矩阵，不须如现有技术中所述的要等待所有行键盘控制器的充放电延迟时间，所以主控制模块30可以大幅地节省处理时间。
接着请参考图4为本发明的键盘控制系统的第二实施例的架构示意图。
本发明的第二实施例中，键盘控制系统10b的第一按键控制模块21、第二按键控制模块22、第三按键控制模块23及第四按键控制模块24皆先电性连接到主总线40，再经由主总线40电性连接到主控制模块30。换言之，本发明并不限制第一按键控制模块21、第二按键控制模块22、第三按键控制模块23及第四按键控制模块24电性连接到主控制模块30的路径或方式，例如可以为利用通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART)、序列周边接口(Serial Peripheral Interface Bus，SPI)或内部整合电路(Inter-Integrated Circuit，I2C)等技术。第一按键控制模块21、第二按键控制模块22、第三按键控制模块23及第四按键控制模块24之间也可以互相串联或并联连接。
需注意的是，电脑输入系统1或键盘控制系统10具有的各模块可以为硬件装置、软件程序结合硬件装置、固件结合硬件装置等方式架构而成，但本发明并不以上述的方式为限。此外，本实施方式仅例示本发明的较佳实施例，为避免赘述，并未详加记载所有可能的变化组合。然而，本领域的通常知识者应可理解，上述各模块或元件未必皆为必要。且为实施本发明，亦可能包含其他较细节的习知模块或元件。各模块或元件皆可能视需求加以省略或修改，且任两模块间未必不存在其他模块或元件。
由此可知，本发明的键盘控制系统10、10a、10b让每一个按键2a～2p都会独立电性连接到其中一个按键控制模块21到24，避免发生键位冲突或鬼键的现象。此外，也可以达到容易电路布局、节省成本、方便控制及提高效能等等的优点。
需注意的是，上述实施方式仅例示本发明的较佳实施例，为避免赘述，并未详加记载所有可能的变化组合。然而，本领域的通常知识者应可理解，上述各模块或元件未必皆为必要。且为实施本发明，亦可能包含其他较细节的习知模块或元件。各模块或元件皆可能视需求加以省略或修改，且任两模块间未必不存在其他模块或元件。只要不脱离本发明基本架构者，皆应为本专利所主张的权利范围，而应以专利申请范围为准。

Claims (8)

1.一种键盘控制系统，其特征在于，用于一电脑输入系统所具有的一键盘，该键盘具有多个按键，该键盘控制系统包括：
多个按键控制模块，每一按键控制模块具有多个引脚，该些引脚分别电性连接该多个按键，多个按键电性连接到接地端，藉以根据任一按键的作动以产生一按键控制信号，其中每一按键控制模块所电性连接的按键皆不相同；以及
一主控制模块，电性连接该多个的按键控制模块，用以执行该按键控制信号。
2.如权利要求1所述的键盘控制系统，其特征在于，包括第一按键控制模块、第二按键控制模块、第三按键控制模块及第四按键控制模块，其中每一按键控制模块电性连接的按键皆不相同。
3.如权利要求2所述的键盘控制系统，其特征在于，每一按键控制模块具有32只引脚，以电性连接32个按键。
4.如权利要求1所述的键盘控制系统，其特征在于，每一按键控制模块经由一主总线以电性连接制该主控制模块。
5.一种电脑输入系统，其特征在于，包括：一键盘，该键盘具有多个按键；以及一键盘控制系统，包括：多个按键控制模块，每一按键控制模块电性连接该多个按键，藉以根据任一按键的作动以产生一按键控制信号，其中每一按键控制模块所电性连接的按键皆不相同；以及一主控制模块，电性连接该多个按键控制模块，用以执行该按键控制信号。
6.如权利要求5所述的电脑输入系统，其特征在于，包括第一按键控制模块、第二按键控制模块、第三按键控制模块及第四按键控制模块，其中每一按键控制模块电性连接的按键皆不相同。
7.如权利要求6所述的电脑输入系统，其特征在于，每一按键控制模块具有32只引脚，以电性连接32个按键。
8.如权利要求5所述的电脑输入系统，其特征在于，每一按键控制模块经由一主总线以电性连接制该主控制模块。
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