CN111193517A - 一种数字型组合按键电路 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种数字型组合按键电路，该电路结构包括：多个按键模块，每一个按键模块用以根据外部触发信号或相应按键操作产生一个电平信号；按键信号处理模块，其与所述多个按键模块分别连接，用以获取每一所述电平信号并将所述电平信号转化为数字按键信号；主控芯片，其与所述按键信号处理模块连接，用以获取所述数字按键信号，并根据所述数字按键信号控制对应的执行设备执行对应的操作。本申请通过按键信号处理模块连接按键模块、执行设备，相对于现有技术减少了对于主控芯片的引脚需求，同时通过对于按键模块的改进，使得主控芯片可以通过按键信号处理模块获取各种不同类型的按键信号。
Description
技术领域
本申请涉及按键电路领域，具体而言，涉及一种数字型组合按键电路。
背景技术
按键作为一种基础电子元器件，在电子产品的人机交互方面有着非常关键的作用。
传统的按键电路中主控芯片例如微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)直接连接按键模块与执行设备，这种连接方式对MCU的引脚数有一定要求，尤其是在有多个按键模块的情况下以及执行设备需要多个工作引脚的情况下，这种连接方式需要MCU有较多数量的工作引脚，引脚越多的MCU成本更高。这样不仅增加了系统的成本，而且会增加整个系统的复杂度。
针对上述问题，目前尚未有效的技术解决方案。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种数字型组合按键电路，用于减少按键电路系统对于主控芯片引脚数的需求，同时可使主控芯片便捷地采集各种按键信号。
本申请实施例提供了一种数字型组合按键电路，包括：
多个按键模块，每一个按键模块用于根据外部触发信号或相应按键操作产生一个电平信号；
按键信号处理模块，其与所述多个按键模块分别连接，以用于获取每一所述电平信号并将所述电平信号转化为数字按键信号；
主控芯片，其与所述按键信号处理模块连接，以用于获取所述数字按键信号，并根据所述数字按键信号控制对应的执行设备执行对应的操作。
可选地，在本申请实施例所述的数字型组合按键电路中，所述主控芯片具有输出端口，所述输出端口与执行设备直接连接，所述主控芯片用于根据所述数字按键信号生成对应驱动信号，并将所述驱动信号输出给所述执行设备以驱动所述执行设备执行对应操作。
可选地，在本申请实施例所述的数字型组合按键电路中，所述主控芯片具有输出端口，所述输出端口与所述按键信号处理模块连接，所述按键信号处理模块与所述执行设备连接；
所述主控芯片用于根据所述数字按键信号生成对应的执行信号，并将所述执行信号发送给所述按键信号处理模块，所述按键信号处理模块根据所述执行信号生成驱动信号，并输出所述驱动信号给所述执行设备以驱动所述执行设备执行对应操作。
多个按键模块以及执行设备可以不与主控芯片连接，主控芯片通过按键信号处理模块间接获取按键信息并可间接控制执行设备，减少了对于主控芯片工作引脚数的需求，降低了主控芯片的成本以及系统的复杂度。
可选地，在本申请实施例所述的数字型组合按键电路中，所述多个按键模块包括以下至少两种：实体按键模块、逻辑开关量按键模块、模拟电压开关量按键模块。
可选地，在本申请实施例所述的数字型组合按键电路中，所述实体按键模块包括第一电源接口、第一二极管、实体按键、第一输出接口；
所述第一电源接口、所述第一二极管、所述实体按键以及所述第一输出接口依次连接。
可选地，在本申请实施例所述的数字型组合按键电路中，所述实体按键模块还包括用于消除干扰的第一电容，所述第一电容的两端分别与所述实体按键的两端连接。
可选地，在本申请实施例所述的数字型组合按键电路中，所述逻辑开关量按键模块包括第一输入接口、第一电阻、第二电阻、第二电源接口、第一晶体管、第二二极管、第二输出接口；
所述第一输入接口、所述第一电阻以及所述第一晶体管的控制端依次连接，所述第二电源接口与所述第一晶体管的电源端连接，所述第一晶体管的输出端、所述第二二极管以及所述第二输出接口依次连接，所述第一电阻、所述第一晶体管的控制端以及所述第二电阻连接于一公共节点。
可选地，在本申请实施例所述的数字型组合按键电路中，所述模拟电压开关量按键模块包括第二输入接口、第三输入接口、电压比较器、第三电阻、第三电源接口、第二晶体管、第三二极管、第三输出接口；
所述第三输入接口与所述电压比较器的反向输入端连接，所述第二输入接口与所述电压比较器的正向输入端连接，所述电压比较器的输出端、所述第三电阻以及所述第二晶体管的控制端依次连接，所述第三电源接口与所述第二晶体管的电源端连接，所述第二晶体管的输出端与所述第三二极管连接，所述第三二极管与所述第三输出接口连接。
可选地，在本申请实施例所述的数字型组合按键电路中，所述模拟电压开关量按键模块还包括第四电阻、第五电阻、第二电容；
所述第二输入接口、所述电压比较器的正向输入端以及所述第四电阻连接于一公共节点，所述电压比较器的输出端、所述第三电阻以及所述第五电阻连接于一公共节点，所述第三电阻、所述第二晶体管的控制端以及所述第二电容连接于一公共节点。
可选地，在本申请实施例所述的数字型组合按键电路中，所述模拟电压开关量按键模块还包括第四电源接口、第六电阻、第七电阻、接地端、第三输入接口；
所述第四电源接口、所述第六电阻、所述第七电阻以及所述接地端依次连接，所述第六电阻、所述第七电阻以及所述第三输入接口连接于一公共节点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请实施例提供的数字型组合按键电路的一种系统框图；
图2为本申请实施例提供的数字型组合按键电路的多种按键模块的一种实体按键模块电路结构图；
图3为本申请实施例提供的数字型组合按键电路的多种按键模块的一种逻辑开关量按键模块电路结构图；
图4为本申请实施例提供的数字型组合按键电路的多种按键模块的一种模拟电压开关量按键模块电路结构图。
图标：10-多个按键模块；20-按键信号处理模块；30-主控芯片；11-实体按键模块；111-第一电源接口；112-实体按键；113-第一输出接口；12-逻辑开关量按键模块；121-第一输入接口；122-第二电源接口；123-第二输出接口；13-模拟电压开关量按键模块；131-第二输入接口；132-第三输入接口；133-电压比较器；134-第三电源接口；135-第三输出接口；136-第四电源接口；137-接地端。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
图1为本申请实施例提供的一种数字型组合按键电路的原理框图，该数字型组合按键电路包括多个按键模块10、按键信号处理模块20、主控芯片30。其中，该多个按键模块10分别与按键信号处理模块20分别连接，该按键信号处理模块20与该主控芯片30连接。
每一个按键模块用于根据外部触发信号或相应按键操作产生一个电平信号；按键信号处理模块20获取该每一所述电平信号，并将所述电平信号转化为数字按键信号存储在自身存储器内；主控芯片30通过与按键信号处理模块20之间的通信引脚获取所述数字按键信号，并根据所述数字按键信号控制对应的执行设备执行对应的操作。例如，本申请例中主控芯片30获取到按键信号后，主控芯片30可通过按键信号处理模块20间接控制数码管模块，使数码管模块按照设定程序显示相应内容。
其中，该多个按键模块10中的每一个按键模块用于根据外部触发信号或相应按键操作产生一个电平信号。该外部触发信号可以是其他芯片输出的电压信号或者其他电路模块输出的电压信号。
该多个按键模块10可以为：实体按键模块11、逻辑开关量按键模块12、模拟电压开关量按键模块13。其中实体按键模块11用以根据按键操作生成一个电平信号并输出；逻辑开关量按键模块12用以根据外部输入的逻辑电压信号生成一个电平信号并输出；模拟电压开关量按键模块13用以根据外部输入的模拟电压信号生成一个电平信号并输出，并且适用于自定义的基准电压。
在一些实施例中，该多个按键模块10中存在类型不同的按键模块，例如多个按键模块10可以是一个实体按键模块11与两个逻辑开关量按键模块12、两个实体按键模块11与一个模拟电压开关量按键模块13、两个逻辑开关量按键模块12与两个模拟电压开关量按键模块13等。在另一些实施例中，该多个按键模块10可以是多个同类型的按键模块，例如多个实体按键模块11、多个逻辑开关量按键模块12或多个模拟电压开关量按键模块13。
应理解，图1所示的多个按键模块10由一个实体按键模块11、一个逻辑开关量按键模块12、一个模拟电压开关量按键模块13组成，仅是一种示例，不应作为对本申请的限制。
本申请实施例提供的以上方案中，多个按键模块10、执行设备可以与按键信号处理模块20连接，主控芯片30通过按键信号处理模块20间接控制执行设备。主控芯片30只需与按键信号处理模块20连接进行通信，大大减少了对于主控芯片30工作引脚数的需求，解决了传统方案中需要主控芯片30工作引脚数多，系统复杂度高，成本高的问题。另外若多个按键模块10中存在类型不同的按键模块，按键信号处理模块20依然可以获取其按键信号，并将采集到的电平按键信号转化为数字按键信号，实现多种类型按键单个、组合的数字化采集，解决了传统方式在按键信号种类繁杂的情况下，主控芯片30采集按键信号难度大，且需要多个引脚连接多个按键模块10导致主控芯片30成本高的问题。
进一步地，请参照图2，该实体按键模块11包括第一电源接口111、第一二极管D1、实体按键112、第一输出接口113；第一电源接口111、第一二极管D1、实体按键112以及第一输出接口113依次连接。
在一些实施例中，该实体按键模块11还包括第一电容C1，第一电容C1的两端分别与实体按键112的两端连接；第一电容C1用于降低干扰，提高实体按键模块工作稳定性。
当实体按键112被按下时，该实体按键模块11导通，并向外输出高电平信号；第一二极管D1使该实体按键模块11单向导通，在按键模块进行组合按键时不会短路。
进一步地，请参照图3，逻辑开关量按键模块12包括第一输入接口121、第一电阻R1、第二电阻R2、第二电源接口122、第一晶体管T1、第二二极管D2、第二输出接口123；第一输入接口121、第一电阻R1以及第一晶体管T1的控制端依次连接，第二电源接口122以及第一晶体管T1的电源端依次连接，第一晶体管T1输出端、第二二极管D2以及第二输出接口123依次连接，第二电阻R2、第一晶体管T1的控制端以及第一电阻R1连接于一公共节点。
当第一输入接口121外部触发信号为高电平时，第一晶体管T1导通，相当于实体按键112按下，该逻辑开关量按键模块12导通并外输出高电平信号；反之，该逻辑开关量按键模块12关断并外输出低电平信号。
该第一电阻R1用以对按键模块进行限流，该第二电阻R2用以提高晶体管工作的稳定性。
该逻辑开关量按键模块12通过用第一晶体管T1代替实体按键112的方式，实现了将逻辑电平作为按键信号的目的。
进一步地，请参照图4，模拟电压开关量按键模块13包括第二输入接口131、第三输入接口132、电压比较器133、第三电阻R3、第三电源接口134、第二晶体管T2、第三二极管D3、第三输出接口135；该模拟电压开关量按键模块13采用电压比较器133将模拟电压转化为逻辑电压，并且适用于自定义的电压开关量。
具体地，第三输入接口132与电压比较器133的反相输入端连接，第二输入接口131与电压比较器133的正相输入端连接，电压比较器133的输出端、第三电阻R3以及第二晶体管T2的控制端依次连接，第三电源接口134以及第二晶体管T2的电源端依次连接，第二晶体管T2的输出端、第三二极管D3以及第三输出接口135依次连接。第三输入接口132输入自定义的基准值电压信号进入电压比较器133的反相输入端，外部触发信号通过第二输入接口131输入电压比较器133的正相输入端，经过电压比较器133的比较，若外部触发信号高于自定义的基准电压，则电压比较器133的输出端向第二晶体管T2的控制端输出高电平信号，反之则输出低电平信号；当第二晶体管T2的控制端收到高电平信号时，第二晶体管T2导通，相当于实体按键112按下，该模拟电压开关量按键模块13导通并通过第三输出接口135向外输出高电平信号；反之则向外输出低电平信号。
在一些实施例中，该模拟电压开关量按键模块13还包括第四电阻R4、第五电阻R5、第二电容C2；其中，该第二输入接口131、电压比较器133的正相输入端以及第四电阻R4连接于一公共节点，电压比较器133的输出端、第三电阻R3以及第五电阻R5连接于一公共节点，第三电阻R3、第二晶体管T2的控制端以及第二电容C2连接于一公共节点。
本申请实施例中第四电阻R4用以使第二输入接口131在没有输入信号的时候保持低电平以提高稳定性，第五电阻R5用以提高电压比较器的输出能力，第二电容C2用以提高第二晶体管导通关断的稳定性。
在一些实施例中，该模拟电压开关量按键模块13还包括第四电源接口136、第六电阻R6、第七电阻R7、接地端137；其中，该第四电源接口136、第六电阻R6、第七电阻R7以及接地端137依次连接，第六电阻R6、第七电阻R7以及第三输入接口132连接于一公共节点。
本申请实施例中通过将第四电源接口136、第六电阻R6、第七电阻R7以及接地端137依次连接形成通路，第三输入接口132所连接的公共节点的电压值可通过调节第六电阻R6与第七电阻R7的比值进行调节，用以实现自定义的基准值电压的目的。
其中，该按键信号处理模块20与多个按键模块10分别连接，以用于获取每一所述电平信号并将所述电平信号转化为数字按键信号。
在一些实施例中，该按键信号处理模块20采用芯片，利用此芯片进行按键信号采集和驱动数码管。
芯片将获取到的按键电平信号转化为数字按键信号并存储在自身按键信号存储器内，当该芯片收到来自主控芯片30的读取按键数字信号指令时，将存储的按键数字信号传输给主控芯片；当该芯片收到来自主控芯片30的执行信号时，该芯片根据收到的执行信号输出相应驱动信号给执行设备，用以驱动所述执行设备执行对应操作。
其中，该主控芯片30与按键信号处理模块20连接，以用于获取数字按键信号，并根据数字按键信号控制对应的执行设备执行对应的操作。
该主控芯片30具有输出端口，该输出端口用以输出主控芯片30根据数字按键信号所生成的对应执行信号。
在一些实施例中，该主控芯片30的输出端口与执行设备直接连接，该主控芯片30用于根据数字按键信号生成对应驱动信号，并将驱动信号输出给执行设备以驱动执行设备执行对应操作。
在一些实施例中，该主控芯片30的输出端口与按键信号处理模块20连接，按键信号处理模块20与执行设备连接；该主控芯片30用于根据数字按键信号生成对应的执行信号，并将执行信号发送给按键信号处理模块20，按键信号处理模块20根据执行信号输出驱动信号给执行设备以驱动执行设备执行对应操作。
在一些实施例中，该主控芯片采用MCU。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种数字型组合按键电路，其特征在于，所述电路包括：
多个按键模块，每一个按键模块用于根据外部触发信号或相应按键操作生成一个电平信号；
按键信号处理模块，其与所述多个按键模块分别连接，以用于获取每一所述电平信号并将所述电平信号转化为数字按键信号；
主控芯片，其与所述按键信号处理模块连接，以用于获取所述数字按键信号，并根据所述数字按键信号控制对应的执行设备执行对应的操作。
2.根据权利要求1所述的数字型组合按键电路，其特征在于，所述主控芯片具有输出端口，所述输出端口与执行设备直接连接，所述主控芯片用于根据所述数字按键信号生成对应驱动信号，并将所述驱动信号输出给所述执行设备以驱动所述执行设备执行对应操作。
3.根据权利要求1所述的数字型组合按键电路，其特征在于，所述主控芯片具有输出端口，所述输出端口与所述按键信号处理模块连接，所述按键信号处理模块与所述执行设备连接；
所述主控芯片用于根据所述数字按键信号生成对应的执行信号，并将所述执行信号发送给所述按键信号处理模块，所述按键信号处理模块根据所述执行信号生成驱动信号，并输出所述驱动信号给所述执行设备以驱动所述执行设备执行对应操作。
4.根据权利要求1所述的数字型组合按键电路，其特征在于，所述多个按键模块包括以下至少两种：实体按键模块、逻辑开关量按键模块、模拟电压开关量按键模块。
5.根据权利要求4所述的数字型组合按键电路，其特征在于，所述实体按键模块包括第一电源接口、第一二极管、实体按键、第一输出接口；
所述第一电源接口、所述第一二极管、所述实体按键以及所述第一输出接口依次连接。
6.根据权利要求5所述的数字型组合按键电路，其特征在于，所述实体按键模块还包括用于消除干扰的第一电容，所述第一电容的两端分别与所述实体按键的两端连接。
7.根据权利要求4所述的数字型组合按键电路，其特征在于，所述逻辑开关量按键模块包括第一输入接口、第一电阻、第二电阻、第二电源接口、第一晶体管、第二二极管、第二输出接口；
所述第一输入接口、所述第一电阻以及所述第一晶体管的控制端依次连接，所述第二电源接口与所述第一晶体管的电源端连接，所述第一晶体管的输出端、所述第二二极管以及所述第二输出接口依次连接，所述第一电阻、所述第一晶体管的控制端以及所述第二电阻连接于一公共节点。
8.根据权利要求4所述的数字型组合按键电路，其特征在于，所述模拟电压开关量按键模块包括第二输入接口、第三输入接口、电压比较器、第三电阻、第三电源接口、第二晶体管、第三二极管、第三输出接口；
所述第三输入接口与所述电压比较器的反向输入端连接，所述第二输入接口与所述电压比较器的正向输入端连接，所述电压比较器的输出端、所述第三电阻以及所述第二晶体管的控制端依次连接，所述第三电源接口与所述第二晶体管的电源端连接，所述第二晶体管的输出端与所述第三二极管连接，所述第三二极管与所述第三输出接口连接。
9.根据权利要求8所述的数字型组合按键电路，其特征在于，所述模拟电压开关量按键模块还包括第四电阻、第五电阻、第二电容；
所述第二输入接口、所述电压比较器的正向输入端以及所述第四电阻连接于一公共节点，所述电压比较器的输出端、所述第三电阻以及所述第五电阻连接于一公共节点，所述第三电阻、所述第二晶体管的控制端以及所述第二电容连接于一公共节点。
10.根据权利要求8所述的数字型组合按键电路，其特征在于，所述模拟电压开关量按键模块还包括第四电源接口、第六电阻、第七电阻、接地端、第三输入接口；
所述第四电源接口、所述第六电阻、所述第七电阻以及所述接地端依次连接，所述第六电阻、所述第七电阻以及所述第三输入接口连接于一公共节点。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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