CN1295882C - 可任意扩展的二进制键盘编码电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种可任意扩展的二进制键盘编码电路，包括优先编码器、分别连接于优先编码器八个输入端的按键开关，还包括若干扩展节点，每个扩展节点通过两个二极管接入电路，所述两个二极管将与该节点连接的按键开关闭合时的高电平分两路输出，一路直接输出该节点按键编码的最高位；另一路将此高电平送往上述按键编码除最高位外的其他各位编码相同的节点上，从而输出闭合按键的除最高位外的其他各位的编码，所述两路输出共同组成扩展按键的二进制编码。扩展节点可无限制地设置，做到可任意扩展，方法简便，制造成本低。适用于需要对键盘编码的一切计算机外围，电子仪器及设备，自动控制与自动检测设备等。

Description

可任意扩展的二进制键盘编码电路
技术领域
本发明涉及一种二进制编码电路，特别是用于计算机、电子仪器与设备、控制设备、自动检测和自动控制设备、家用电器等的二进制键盘编码电路。
背景技术
键盘是计算机设备、电子与自动控制及检测设备等的一种重要的信息输入设备。现有的二进制键盘编码电路主要有如下三种：
(一)采用二极管矩阵的二进制编码电路
由二极管矩阵组成的二进制键盘编码电路，是较早使用的一种键盘编码电路，它的每一个按键都要带上几个二极管接入电路，不同编码值的按键带上的二极管数目不同，各二极管在电路中的连接形式也不一样，而且键数越多，键值越大的按键要带上的二极管的数目越多，存在扩展按键接入的二极管连接规律不一致，使扩展极不方便，锁存信号难以获取等问题，现在已很少使用。
(二)采用单片机系统的二进制编码电路
由单片机系统组成的二进制键盘编码电路，设计时键数一旦确定，要扩展就必须修改硬件电路和相应的软件。而且编码键数多到一定数量，键盘编码电路必然要占用大量的I/O口线，必须使用外围芯片进行扩展，进一步增加电路的复杂程度和制造成本。
(三)由数字集成电路组成的二进制编码电路
目前已有的采用数字集成电路的二进制键盘编码电路有两类，一类是由多路选择器、计数器和若干门电路等多片集成电路组成的电路。如图1所示，这一类电路的缺点是要使用多片数字集成电路才能完成编码，而且编码的键数只有16个，制造成本高，难以扩展。
另一类是采用优先编码集成电路进行编码。一片优先编码集成电路只有8个输入端，只能对8个按键编码，现有的扩展方法是将多片优先编码集成电路级联，如图2所示，扩展8个按键，除了要再使用一片优先编码集成电路外，还要再使用3个门电路，电路复杂，成本也高，按此方法要再扩展已十分困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种能任意扩展且能方便扩展的二进制编码电路，其解决了目前二进制编码键盘扩展困难和制造成本高的问题。
本发明的技术方案是这样的：可任意扩展的二进制键盘编码电路，包括优先编码器、分别连接于优先编码器八个输入端的按键开关，还包括若干扩展节点，每个扩展节点分别连接两个二极管的正极和一个扩展按键开关的一端，扩展按键开关的另一端连接高电平；所述两个二极管中的一个的负极端对应于该扩展节点按键键值二进制码的最高有效位；另一个二极管的负极连接到节点键值有效位与这个扩展节点键值二进制码末三位相同的基本节点上，或连接到节点键值有效位与这个扩展节点键值内有效位相同的扩展节点上，从而输出闭合扩展按键键值二进制码最高有效位以下的其他各位，以上两路输出共同组成扩展按键键值的二进制编码。
还包括一锁存器，上述优先编码器的三个输出端连接于所述锁存器相应的输入端，上述优先编码器的编码有效输出端连接于所述锁存器的锁存控制端，且上述各扩展节点中输出本节点按键编码的最高有效位的二极管的负极也连接到所述锁存器的相应输入端。
本发明以优先编码集成电路为基础，根据各按键输出二进制数码结构的特征和规律，在电路中设置若干扩展节点，每个扩展节点通过两个二极管接入电路，扩展一个节点(按键)只要增加两个二极管，而且接入电路很有规律，这样的节点可以无限地设置，所以这种扩展可以做到真正意义上的任意扩展。本发明的突出优点在于可以任意扩展，方法简便，电路简单，制造成本低。
附图说明
图1为现有二进制编码电路图(一)。
图2为现有二进制编码电路图(二)。
图3为本发明的二进制编码电路图。
具体实施方式
因本发明的二进制编码电路可任意扩展，无法整体列出说明，现以扩展至六位二进制的编码电路为例，如图3所示，本发明可任意扩展的二进制键盘编码电路，包括优先编码器T，优先编码器T的8个输入端D0-D7分别连接按键开关K0-K7的一端，这八个连接点称为基本节点，记为节点0-7；按键开关K0-K7的另一端分别连接高电平。优先编码器T的三个输出端Q0-Q2分别连接到锁存器S的输入端I0-I2，优先编码器T的编码有效输出端CS连接锁存器S的锁存控制端。本发明还包括扩展按键开关K8-K63，它们与电路的连接点记为节点8-63，这些节点称为扩展节点。节点所连接按键开关的键值定义为节点键值，基本节点键值二进制码的末三位称为有效位，扩展节点键值二进制码从左到右，第一个1及以下各位称为有效位，第一个1称为最高有效位，第二个1及以下各位称为内有效位。每个扩展节点分别连接两个二极管的正极和一个扩展按键开关的一端，扩展按键开关的另一端连接高电平。所述两个二极管中的一个的负极端对应于该扩展节点按键键值二进制码的最高有效位并连接到锁存器S的对应输入端；扩展节点的键值二进制码有效位只有四位，或有效位四位以上，最高有效位与末三位之前各位全为0的扩展节点，另一个二极管连接到节点键值有效位与这个扩展节点键值二进制码末三位相同的基本节点上；有效位四位以上，最高有效位与末三位之前各位不全为0的扩展节点，另一个二极管连接到节点键值有效位与这个扩展节点键值内有效位相同的扩展节点上，从而输出闭合扩展按键键值二进制码最高有效位以下的其他各位。以上两路输出共同组成扩展按键键值的二进制编码。
现以具体扩展节点为例进行具体说明：
例一，以扩展节点8为例，当按下按键K8时，扩展节点8输出高电平，此高电平经过两个二极管分两路输出，一路直接输出按键K8二进制编码的最高位(第四位)，即Q3＝1，另一路输出至优先编码器的输入端D0端，此路输出的二进制编码为000，则从扩展节点8输出的二进制编码即为1000，二进制编码1000转化为十进制即为8。
例二，以扩展节点17为例，当按下按键K17时，扩展节点17输出高电平，此高电平经过两个二极管分两路输出，一路直接输出按键K17二进制编码的最高位(第五位)，即Q4＝1；另一路再分两路输出，第一路输出至优先编码器的输入端D1端，则，第一路输出的二进制编码为001，第二路输出至扩展节点9所连接的一个二极管的负极端，由于此二极管的隔离，即Q3＝0，则从扩展节点17输出的二进制编码即为10001，二进制编码10001转化为十进制即为17。
例三，以扩展节点55为例，当按下按键K55时，扩展节点55输出高电平，此高电平经过两个二极管分两路输出，一路直接输出按键K55二进制编码的最高位(第六位)，即Q5＝1；另一路输出至扩展节点23，扩展节点23的高电平再经过两个二极管分两路输出，第一路直接输出按键K23二进制编码的最高位(第五位)，即Q4＝1，第二路再分二路输出，其中一路输出至优先编码器的输入端D7端，即，此路输出的二进制编码为111，另外一路输出至扩展节点15所连接的一个二极管的负极端，由于此二极管的隔离，即Q3＝0，则从扩展节点55输出的二进制编码即为110111，二进制编码110111转化为十进制即为55。
从以上三个具体例子可发现，本发明中，优先编码器完成K0～K7八个按键的编码，K7以上各按键接入相应的扩展节点，每个节点由两个二极管接入电路，将与该节点连接的按键开关闭合时的高电平分两路输出，一路直接输出该节点按键编码的最高位，另一路将此高电平送往除最高位以外的其他各位编码相同的节点上，从而输出闭合按键的除最高位以外的其他各位的编码，两路输出共同组成扩展按键的二进制编码。二极管起隔离作用，它只许高位节点的高电平向低位节点传送，完成这个高位节点的次高位及以下各位编码，不许低位节点的高电平向高位节点倒灌。需要锁存时，则将输出的编码接入锁存器，利用优先编码器的编码有效输出作为锁存控制信号，便能可靠地将输出编码锁存。本发明可以做成独立的编码键盘投放市场，还可与仪器或设备的其它功能电路做在同一块印刷电路板上。具有适用范围广、可以任意扩展，方法简便，电路简单，制造成本低的特点。

Claims (2)

1、可任意扩展的二进制键盘编码电路，包括优先编码器、分别连接于优先编码器八个输入端的按键开关，其特征在于：还包括若干扩展节点，每个扩展节点分别连接两个二极管的正极和一个扩展按键开关的一端，扩展按键开关的另一端连接高电平；所述两个二极管中的一个的负极端对应于该扩展节点按键键值二进制码的最高有效位；另一个二极管的负极连接到节点键值有效位与这个扩展节点键值二进制码末三位相同的基本节点上，或连接到节点键值有效位与这个扩展节点键值内有效位相同的扩展节点上，从而输出闭合扩展按键键值二进制码最高有效位以下的其他各位，以上两路输出共同组成扩展按键键值的二进制编码。
2、根据权利要求1所述的可任意扩展的二进制键盘编码电路，其特征在于：还包括一锁存器，上述优先编码器的三个输出端连接于所述锁存器相应的输入端，上述优先编码器的编码有效输出端连接于所述锁存器的锁存控制端，且上述各扩展节点中输出本节点按键编码的最高有效位的二极管的负极也连接到所述锁存器的相应输入端。
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