CN111338263A - 一种低成本带硬件逻辑的按键电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低成本带硬件逻辑的按键电路，其特征在于：其包括按键电路模块、按键硬件逻辑电路模块、微处理控制器MCU、按键显示模块，微处理控制器MCU识别按键电路模块及通过采集按键硬件逻辑电路模块信息识别按键电路模块，按键显示模块显示微处理控制器MCU识别到的信息；按键硬件逻辑电路模块包括线束中导线、接插件拼脚、微处理控制器MCU拼脚，采用电阻分压，微处理控制器MCU通过采集不同的模拟电压来区分识别不同按键；电流优先流向阻抗更低的回路路径。本发明所公开的低成本带硬件逻辑的按键电路，降低了线束导线成本，模块端的接插件及微处理控制器MCU的成本；按键电路自带硬件逻辑，减少开发时间及成本，提高了产品的稳定性。

Description

一种低成本带硬件逻辑的按键电路
技术领域
本发明涉及电子电器技术领域，特别涉及一种低成本带硬件逻辑的按键电路。
背景技术
汽车零部件模块中存在各种功能的按键，如空调面板模块、门窗开关等。一模块的按键需要被其检测模块所识别，某个模块存在五个及五个以上按键且无微处理控制器MCU时，每个按键的采集使用一个接插件的拼脚，如下图1所示，此时该电路会占用大量接插件的拼脚、线束导线、微处理控制器MCU的拼脚资源。这样导致材料和零部件浪费，提高了模块成本。
发明内容
本发明目的是：克服现有技术存在的不足，解决现有技术中存在的问题，提供一种低成本带硬件逻辑的按键电路，降低了带硬件逻辑的按键电路的成本。
本发明的技术方案为：
一种低成本带硬件逻辑的按键电路，其特征在于：其包括按键电路模块、按键硬件逻辑电路模块、微处理控制器MCU、按键显示模块，微处理控制器MCU识别按键电路模块及通过采集按键硬件逻辑电路模块信息识别按键电路模块，按键显示模块显示微处理控制器MCU识别到的信息；按键硬件逻辑电路模块包括线束中导线、接插件拼脚、微处理控制器MCU拼脚，采用电阻分压，微处理控制器MCU通过采集不同的模拟电压来区分识别不同按键；电流优先流向阻抗更低的回路路径。
作为本方案的进一步改进，微处理控制器MCU一个拼脚能识别三个不同按键，如果三个以上的组合按键按下时，微处理控制器MCU电压检测范围存在交互电压值，导致按键无法被精确识别；为实现五个按键被识别用至少两个接插件拼脚及两个微处理控制器MCU拼脚。
作为本方案的进一步改进，五个按键采集，使用接插件的一个拼脚及微处理控制器的一个拼脚，微处理控制器MCU通过采集不同的模拟电压来区分不同按键被按下，三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5为NPN管，KEY-1、KEY-2、KEY-3、KEY-4、 KEY-5为五个按键；KEY-1、KEY-2、KEY-3、KEY-4、 KEY-5并联，R8与KEY-1、KEY-2、KEY-3、KEY-4、 KEY-5并联后的一端连接，三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5的一端分别与KEY-1、KEY-2、KEY-3、KEY-4、 KEY-5的另一端一一对应连接， R2、R3、R4、R5、R6、R7分别为首尾相连的分压电阻，Q1、Q2、Q3、Q4、Q5的另一端与R2、R3、R4、R5、R6、R7之间的连接点分别连接，R7接地，R2与电容C1连接，一拼角与电阻R9连接，R9的一拼脚与R1和C2连接，R9的另一端与电容C3和微处理控制器MCU连接，C1与C2连接，R1和微处理控制器MCU都与电源连接。
作为本方案的进一步改进，电阻R1为10K ohm，R2为2K ohm，R3为2.7K ohm，R4为4.5K ohm，R5为8.2K ohm，R6为22K ohm，R7为200K ohm，R8为10K ohm，R9为22K ohm，电阻R1上拉电压为5V，电容C1、C2、C3均为10nF。
作为本方案的进一步改进，电阻R11、R10与电容C4、C5组成第二路按键检测电路，R11为10K ohm，R10为22K ohm，电容C4、C5为10nF。
作为本方案的进一步改进，当按键KEY-1被按下时，此时三极管Q1基极电压大于0.7V，此时三极管Q1导通到地，此时电流只会往阻抗较低的回路走，此时三极管Q1会将电阻R3-R7短路掉，所以此时MCU采集的电压为R2与R1的电阻分压，此时微处理控制器MCU采集的电压为0.833V；
当KEY-2被按下时，此时三极管Q2基极电压大于0.7V，此时三极管Q2导通到地，此时三极管Q2会将电阻R4-R7短路掉，所以此时MCU采集的电压为(R2+R3)与R1的电阻分压，此时微处理控制器MCU采集的电压为1.5986V；
当KEY-3被按下时，MCU采集的电压为(R2+R3+R4)与R1的电阻分压，此时微处理控制器MCU采集的电压为2.423V；
当KEY-4被按下时，MCU采集的电压为(R2+R3+R4+R5)与R1的电阻分压，此时微处理控制器MCU采集的电压为3.175V；
当KEY-5被按下时，MCU采集的电压为(R2+R3+R4+R5+R6)与R1的电阻分压，此时微处理控制器MCU采集的电压为3.9878V。
当所有按键均未被按下时，MCU采集的电压为(R2+R3+R4+R5+R6+R7)与R1的电阻分压，此时微处理控制器MCU采集的电压为4.7995V。
作为本方案的进一步改进，微处理器MCU 检测脚1输入为高阻态，R9仅为串联保护微处理器MCU过流作用。
作为本方案的进一步改进，微处理控制器MCU单个拼脚采集更多不同的按键且准确采集，即使存在误操作也不会响应错误，而是按照硬件逻辑实现其功能。
作为本方案的进一步改进， KEY-1与KEY-3同时被按下时，此时KEY-1被按下，三极管Q1导通连接到地，会将电阻R3-R7均被短路，KEY-3按键同时被按下，只响应KEY-1按键，KEY-1硬件优先级最高，依次是KEY-2、KEY-3、KEY-4，最后是KEY-5。
其工作原理是：一、电阻分压，微处理控制器MCU通过采集不同的模拟电压来区分识别不同按键；二是电流会优先流向阻抗更低的回路路径，以此来实现其硬件逻辑。
本发明的优点：
1、本发明所公开的低成本带硬件逻辑的按键电路，降低了线束导线成本，模块端的接插件及微处理控制器MCU的成本；按键电路自带硬件逻辑，减少开发时间及成本，提高了产品的稳定性。
2、最大程度的控制接插件、线束及微处理控制器MCU的成本；在保证成本低的前提下，微处理控制器MCU单个拼脚采集更多不同的按键且保证准确采集，即使存在误操作也不会响应错误，而是按照硬件逻辑实现其功能。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1是本发明每个按键的采集使用一个接插件的拼脚的现有技术电路的示意图。
图2是本发明所述实现五个按键被识别需要至少两个接插件拼脚及两个微处理控制器MCU拼脚的按键检测电路。
图3是本发明所述低成本带硬件逻辑的按键电路的示意图。
图4是本发明使用接插件的一个拼脚及微处理控制器MCU的一 个拼脚实现五个按键采集的电路示意图。
图5是本发明所述低成本带硬件逻辑的按键电路的模块示意图。
具体实施方式
下面结合附图及优选实施方式对本发明技术方案进行详细说明。
如图5所示，本发明公开一种低成本带硬件逻辑的按键电路，其包括按键电路模块、按键硬件逻辑电路模块、微处理控制器MCU、按键显示模块，微处理控制器MCU识别按键电路模块及通过采集按键硬件逻辑电路模块信息识别按键电路模块，按键显示模块显示微处理控制器MCU识别到的信息；按键硬件逻辑电路模块包括线束中导线、接插件拼脚、微处理控制器MCU拼脚，采用电阻分压，微处理控制器MCU通过采集不同的模拟电压来区分识别不同按键；电流优先流向阻抗更低的回路路径，以此来实现其硬件逻辑。本发明所公开的低成本带硬件逻辑的按键电路，降低了线束导线成本，模块端的接插件及微处理控制器MCU的成本；按键电路自带硬件逻辑，减少开发时间及成本，提高了产品的稳定性。
为相对节省接插件的拼脚、线束导线、微处理控制器MCU的拼脚资源，提出另一种模块与模块之间的按键检测电路，如下图2所示。在不影响到微处理控制器MCU功能采集错误的条件下，微处理控制器MCU一个拼脚能识别三个不同按键，如果三个以上的组合按键按下时，微处理控制器MCU电压检测范围存在交互电压值，导致按键无法被精确识别；为实现五个按键被识别用至少两个接插件拼脚及两个微处理控制器MCU拼脚。此时线束中导线、微处理控制器MCU及接插件成本相比现有技术的方案的低。
为最大程度的控制接插件、线束及微处理控制器MCU的成本，提出一种低成本带硬件逻辑的按键电路。如图4所示，需要实现五个按键采集，该方案仅使用了接插件的一个拼脚及微处理控制器的一个拼脚，同时也节省了导线成本。为检测不同按键被按下，微处理控制器MCU通过采集不同的模拟电压来区分不同按键被按下，如图4所示，五个按键采集，使用接插件的一个拼脚及微处理控制器的一个拼脚，微处理控制器MCU通过采集不同的模拟电压来区分不同按键被按下，三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5为NPN管，KEY-1、KEY-2、KEY-3、KEY-4、KEY-5为五个按键；KEY-1、KEY-2、KEY-3、KEY-4、 KEY-5并联，R8与KEY-1、KEY-2、KEY-3、KEY-4、 KEY-5并联后的一端连接，三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5的一端分别与KEY-1、KEY-2、KEY-3、KEY-4、 KEY-5的另一端一一对应连接， R2、R3、R4、R5、R6、R7分别为首尾相连的分压电阻，Q1、Q2、Q3、Q4、Q5的另一端与R2、R3、R4、R5、R6、R7之间的连接点分别连接，R7接地，R2与电容C1连接，一拼角与电阻R9连接，R9的一拼脚与R1和C2连接，R9的另一端与电容C3和微处理控制器MCU连接，C1与C2连接，R1和微处理控制器MCU都与电源连接。在本发明的优选实施例中，电阻R1为10K ohm，R2为2K ohm，R3为2.7K ohm，R4为4.5K ohm，R5为8.2K ohm，R6为22Kohm，R7为200K ohm，R8为10K ohm，R9为22K ohm，电阻R1上拉电压为5V，电容C1、C2、C3均为10nF。电阻R11、R10与电容C4、C5组成第二路按键检测电路，R11为10K ohm，R10为22K ohm，电容C4、C5为10nF。
作为本方案的进一步改进，当按键KEY-1被按下时，此时三极管Q1基极电压大于0.7V，此时三极管Q1导通到地，此时电流只会往阻抗较低的回路走，此时三极管Q1会将电阻R3-R7短路掉，所以此时MCU采集的电压为R2与R1的电阻分压，此时微处理控制器MCU采集的电压为0.833V；当KEY-2被按下时，此时三极管Q2基极电压大于0.7V，此时三极管Q2导通到地，此时三极管Q2会将电阻R4-R7短路掉，所以此时MCU采集的电压为(R2+R3)与R1的电阻分压，此时微处理控制器MCU采集的电压为1.5986V；依此类推，当KEY-3被按下时，MCU采集的电压为(R2+R3+R4)与R1的电阻分压，此时微处理控制器MCU采集的电压为2.423V；当KEY-4被按下时，MCU采集的电压为(R2+R3+R4+R5)与R1的电阻分压，此时微处理控制器MCU采集的电压为3.175V；当KEY-5被按下时，MCU采集的电压为(R2+R3+R4+R5+R6)与R1的电阻分压，此时微处理控制器MCU采集的电压为3.9878V。
当所有按键均未被按下时，MCU采集的电压为(R2+R3+R4+R5+R6+R7)与R1的电阻分压，此时微处理控制器MCU采集的电压为4.7995V。
当两个及两个按键以上被按下时，如KEY-1与KEY-3同时被按下时，此时KEY-1被按下，三极管Q1导通连接到地，会将电阻R3-R7均被短路，KEY-3按键同时被按下，但也只响应KEY-1按键，故KEY-1硬件优先级最高，依次是KEY-2、KEY-3、KEY-4，最后是KEY-5。
作为本方案的进一步改进，微处理器MCU 检测脚1输入为高阻态，R9仅为串联保护微处理器MCU过流作用。
作为本方案的进一步改进，微处理控制器MCU单个拼脚采集更多不同的按键且准确采集，即使存在误操作也不会响应错误，而是按照硬件逻辑实现其功能。
本发明公开的低成本带硬件逻辑的按键电路最大程度的控制接插件、线束及微处理控制器MCU的成本；在保证成本低的前提下，微处理控制器MCU单个拼脚采集更多不同的按键且保证准确采集，即使存在误操作也不会响应错误，而是按照硬件逻辑实现其功能。
本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种低成本带硬件逻辑的按键电路，其特征在于：其包括按键电路模块、按键硬件逻辑电路模块、微处理控制器MCU、按键显示模块，微处理控制器MCU识别按键电路模块及通过采集按键硬件逻辑电路模块信息识别按键电路模块，按键显示模块显示微处理控制器MCU识别到的信息；按键硬件逻辑电路模块包括线束中导线、接插件拼脚、微处理控制器MCU拼脚，采用电阻分压，微处理控制器MCU通过采集不同的模拟电压来区分识别不同按键；电流优先流向阻抗更低的回路路径。
2.根据权利要求1所述的低成本带硬件逻辑的按键电路，其特征在于：微处理控制器MCU一个拼脚能识别三个不同按键，实现五个按键被识别用至少两个接插件拼脚及两个微处理控制器MCU拼脚。
3.根据权利要求1所述的低成本带硬件逻辑的按键电路，其特征在于：五个按键采集，使用接插件的一个拼脚及微处理控制器的一个拼脚，微处理控制器MCU通过采集不同的模拟电压来区分不同按键被按下，三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5为NPN管，KEY-1、KEY-2、KEY-3、KEY-4、 KEY-5为五个按键；KEY-1、KEY-2、KEY-3、KEY-4、 KEY-5并联，R8与KEY-1、KEY-2、KEY-3、KEY-4、 KEY-5并联后的一端连接，三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5的一端分别与KEY-1、KEY-2、KEY-3、KEY-4、 KEY-5的另一端一一对应连接， R2、R3、R4、R5、R6、R7分别为首尾相连的分压电阻，Q1、Q2、Q3、Q4、Q5的另一端与R2、R3、R4、R5、R6、R7之间的连接点分别连接，R7接地，R2与电容C1连接，一拼角与电阻R9连接，R9的一拼脚与R1和C2连接，R9的另一端与电容C3和微处理控制器MCU连接，C1与C2连接，R1和微处理控制器MCU都与电源连接。
4.根据权利要求3所述的低成本带硬件逻辑的按键电路，其特征在于：电阻R1为10Kohm，R2为2K ohm，R3为2.7K ohm，R4为4.5K ohm，R5为8.2K ohm，R6为22K ohm，R7为200Kohm，R8为10K ohm，R9为22K ohm，电阻R1上拉电压为5V，电容C1、C2、C3均为10nF。
5.根据权利要求4所述的低成本带硬件逻辑的按键电路，其特征在于：电阻R11、R10与电容C4、C5组成第二路按键检测电路，R11为10K ohm，R10为22K ohm，电容C4、C5为10nF。
6.根据权利要求3所述的低成本带硬件逻辑的按键电路，其特征在于：当按键KEY-1被按下时，此时三极管Q1基极电压大于0.7V，此时三极管Q1导通到地，此时电流只会往阻抗较低的回路走，此时三极管Q1会将电阻R3-R7短路掉，所以此时MCU采集的电压为R2与R1的电阻分压，此时微处理控制器MCU采集的电压为0.833V；
当KEY-2被按下时，此时三极管Q2基极电压大于0.7V，此时三极管Q2导通到地，此时三极管Q2会将电阻R4-R7短路掉，所以此时MCU采集的电压为(R2+R3)与R1的电阻分压，此时微处理控制器MCU采集的电压为1.5986V；
当KEY-3被按下时，MCU采集的电压为(R2+R3+R4)与R1的电阻分压，此时微处理控制器MCU采集的电压为2.423V；
当KEY-4被按下时，MCU采集的电压为(R2+R3+R4+R5)与R1的电阻分压，此时微处理控制器MCU采集的电压为3.175V；
当KEY-5被按下时，MCU采集的电压为(R2+R3+R4+R5+R6)与R1的电阻分压，此时微处理控制器MCU采集的电压为3.9878V；
当所有按键均未被按下时，MCU采集的电压为(R2+R3+R4+R5+R6+R7)与R1的电阻分压，此时微处理控制器MCU采集的电压为4.7995V。
7.根据权利要求6所述的低成本带硬件逻辑的按键电路，其特征在于：微处理器MCU 检测脚1输入为高阻态，R9仅为串联保护微处理器MCU过流作用。
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