CN201303321Y

CN201303321Y - 新型按键编码电路

Info

Publication number: CN201303321Y
Application number: CNU2008201460055U
Authority: CN
Inventors: 黄华灿; 黄伟勋
Original assignee: Huaqiao University
Current assignee: Huaqiao University
Priority date: 2008-10-22
Filing date: 2008-10-22
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2018-10-22

Abstract

本实用新型公开了一种新型按键编码电路，其包括复数个按键、模拟开关、二进制计数器和锁存器、多谐振荡器，各按键的一端分别通过上拉电阻连接至电源正极，并分别对应连接模拟开关的各通道输入端，各按键的另一端分别连接至地端；模拟开关的地址端分别对应连接二进制计数器的各输出端，并分别对应连接到锁存器的各输入端；模拟开关的输出端连接锁存器的锁存使能端和多谐振荡器的控制输入端，多谐振荡器的输出端连接二进制计数器的计数脉冲输入端；锁存器的输出端输出按键的二进制键值。采用上述方案后，本实用新型与现有技术相比，具有电路简单、抗干扰能力较强、工作稳定可靠、制造成本较低的优点。

Description

新型按键编码电路

技术领域

本实用新型属于电子信息领域，涉及一种用于电子仪器与设备、控制设备、自动检测和自动控制设备、家用电器等按键编码电路。

背景技术

按键是电子仪器与设备、控制设备、自动检测和自动控制设备、家用电器等的一种重要的信息输入设备。现有的按键二进制编码电路主要有二极管矩阵编码电路和单片机系统组成的按键二进制编码电路。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，不同键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，存在各按键接入的二极管连接规律不一致，锁存信号也难以提取等问题，现在已很少使用。而由单片机系统组成的二进制按键编码电路，电路复杂，制造成本高。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种电路简单、制造成本低、工作稳定可靠的新型按键编码电路。

本实用新型的技术方案是这样的：新型按键编码电路，包括复数个按键、模拟开关、二进制计数器、锁存器、多谐振荡器，上述各按键的一端分别通过上拉电阻连接至电源正极，并分别对应连接上述模拟开关的各通道输入端，上述各按键的另一端分别连接至地端；上述模拟开关的地址端分别对应连接上述二进制计数器的各输出端，并分别对应连接到上述锁存器的各输入端；上述模拟开关的输出端连接上述锁存器的锁存使能端和上述多谐振荡器的控制输入端，上述多谐振荡器的输出端连接上述二进制计数器的计数脉冲输入端；上述锁存器的输出端输出按键的二进制键值。

还包括键值显示电路，此键值显示电路包括全加器、译码驱动器、显示十进制键值个位数的第一数码管、显示十进制键值十位数的第二数码管、或门、与门和晶体管，上述锁存器的输出端分别对应连接上述全加器的第一组加数端，此第一组加数端中的两个加数端连接至上述或门的两个输入端，此第一组加数端中的另一个加数端连接上述与门的一个输入端，上述或门的输出端连接上述与门的另一个输入端，上述全加器的第二组加数端中的两个加数端连接上述与门的输出端，上述全加器的第二组加数端中的另两个加数端连接到地，上述全加器的输出端分别对应连接上述译码驱动器的输入端，上述译码驱动器的输出端分别对应连接上述第一数码管的输入端，上述与门的输出端通过电阻连接至上述晶体管的基极，上述晶体管的集电极连接上述第二数码管的公共端，上述第二数码管的两个输入端连接至电源正极、其他输入端接地。

上述按键为16个，上述模拟开关为16选一模拟开关，上述二进制计数器为4位二进制计数器。上述译码驱动器为4线-七段译码驱动器。

采用上述方案后，本实用新型与现有技术相比，具有电路简单、抗干扰能力较强、工作稳定可靠、制造成本较低的优点。可以克服二极管矩阵编码电路繁琐(各按键接入的二极管数目不同，连接规律不一致)、锁存信号无法提取的缺陷，又可以克服由单片机系统组成的二进制按键编码电路抗干扰能力较差、电路复杂、制造成本高、特别是可能出现程序跑飞和死机的问题。

附图说明

图1为本实用新型按键二进制编码电路的原理图。

图2为本实用新型键值显示电路的原理图。

具体实施方式

本实用新型的新型按键编码电路，以16按键二进制编码电路为例，如图1所示，IC1为16选1模拟开关，IC2为4位二进制计数器，IC3为锁存器，G1为非门，G2为与非门。16个按键K0～K15的一端分别连接模拟开关IC1的16个通道输入端S0～S15，同时分别通过一个上拉电阻R0～R15连接到电源端+VCC；16个按键K0～K15的另一端均连接到地端。模拟开关IC1的地址端A0～A3分别连接4位二进制计数器IC2的输出端QA～QD，同时连接到锁存器IC3的输入端D0～D3；非门G1、与非门G2、电容C1、电阻R16和R17组成一个工作可控的多谐振荡器，与非门G2的输入端P高电平时电路振荡，输出端O输出连续的振荡脉冲，低电平时停振；多谐振荡器的输出端O连接计数器IC2的计数脉冲输入端CP；模拟开关IC1的输出端COM连接与非门G2的输入端P和锁存器IC3的锁存使能端EN；锁存器IC3的输出端Q0～Q3输出按键的二进制键值。

当按键K0～K15均未按下，即不对任何按键进行编码的时候，模拟开关IC1通道输入端S0～S15均为高电平，不论其内部电子开关切换到那一个位置，输出端COM总是输出高电平，与非门G2的输入端P也总是高电平，多谐振荡器保持振荡状态，输出端O输出连续的振荡脉冲，为计数器IC2提供连续的计数脉冲，计数器IC2的输出端QA～QD输出递增的二进制码；多谐振荡器的振荡频率由电容C1、电阻R16和R17决定，取值时使振荡频率较高，计数器IC2输出的二进码以较快的速度递增，模拟开关IC1的地址线受到二进制码的快速扫描，其内部的电子开关也就快速切换；按下某个按键，即要对某个按键编码，模拟开关IC1与该按键连接的通道输入端被拉到低电平，当计数器IC2输出的二进码，即施加于模拟开关IC1的地址码等于这个通道对应的地址码时，模拟开关IC1的输出端COM与这个通道输入端接通，输出低电平，与非门G2的输入端P低电平，迫使多谐振荡器停振，计数器IC2没有新的计数脉冲输入，输出保持不变；模拟开关IC1的COM端输出的低电平还加到锁存器的使能端EN，使其动作，将这时计数器IC2输出的二进制数锁存到输出端Q0～Q3，这个二进制数就是按下按键的键值；释放按键，低电平的通道输入端回到高电平，模拟开关IC1的COM端又输出高电平，重新启动振荡器振荡，计数器IC2获得计数脉冲又输出递增的二进制码快速扫描模拟开关IC1的地址端；对于锁存器IC3，模拟开关IC1的COM端输出的高电平不会使其动作，即不会改变它锁存的数据，尽管这时它输入端的数据快速变化，但输出端锁存的二进制数不会改变，刚被编码按键的键值得以保持；若再按下其它按键，模拟开关IC1内部电子开关又快速切换通道，并在与按下按键连接的通道输入端停下来，这个通道输入端对应的二进制地址码被锁存到锁存器IC3的输出端Q0～Q3，输出并保持刚按下按键的键值；模拟开关IC1各通道输入端有唯一的二进制地址，所以不同按键按下，锁存器IC3有不同的二进制码输出，同时保持到下一个按键按下；模拟开关IC1通道输入端S0～S15的地址是0000～1111，所以K0～K15的二进制键值也是0000～1111。

本实用新型的按键编码电路还设有键值显示电路，16键键值显示电路如图2所示，IC4为全加器，IC5为4线-七段译码驱动器，G3为或门，G4为与门，T1为NPN晶体管，LED1、LED2为数码管，LED1显示十进制键值的个位数，LED2显示十进制键值的十位数；16个按键编码之后，由锁存器IC3输出的二进制键值DO0～DO3加到全加器的加数端A0～A3；码位DO1、DO2又加到或门G3的两个输入端，码位DO3又加到与门G4的一个输入端；或门G3的输出端连接与门G4的另一个输入端，与门G4的输出端连接全加器IC4加数端B0～B3中的B1端和B2端，全加器IC4加数端B0～B3的B0端和B3端接地；与门G4的输出端还连接电阻R18的一端，电阻R18的另一端连接晶体管T1的基极和电阻R19的一端，R19的另一端接地；晶体管T1的集电极连接数码管LED2的公共端M，数码管LED2的输入端b、c连接电源端+VCC，数码管LED2的输入端a、d、e、f、g均接地；全加器IC4的输出端F0～F3分别对应连接4线——七段译码驱动器IC5的输入端D0～D3，译码驱动器IC5的输出端a～g分别连接数码管LED1的输入端a～g端，数码管LED1的公共端M接地。

0～9号键的键值为0000、0001、0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000、1001，它们的码位DO1、DO2、DO3经过或门G3、与门G4的逻辑运算(DO1+DO2)·DO3，与门G4的输出为0；10～15号键的键值为1010、1011、1100、1101、1110、1111，它们的码位DO1、DO2、DO3经过或门G3、与门G4的逻辑运算(DO1+DO2)·DO3，与门G4的输出为1；与门G4的输出有二个作用，其一是对个位数的显示进行调整，其二是控制十位数的显示。

全加器IC4的输出为两加数端输入的和，即F0F1F2F3＝A0A1A2A3+B0B1B2B3，当对0～9号键进行编码，即按下按键K0～K9的一个时，锁存器IC3(见图1)输出的键值使与门G4的输出为0，这时加数B0B1B2B3＝0000，全加器IC4的输出F0F1F2F3＝A0A1A2A3，将0～9号键的键值原样加给4线-七段译码驱动器IC5，IC5驱动数码管LED1、显示0～9中的相应数值；由于4线-七段译码驱动器IC5是一片BCD码译码驱动集成电路，键值0～9输入，它使数码管LED1显示相应数值，但键值10～15输入时，它所驱动的数码管将熄灭，不能显示它们十进制的个位数，所以在10～15号键编码时必须对施加给4线-七段译码驱动器IC5的二进制数加以调整；当对10～15号键进行编码，即按下按键K10～K15的一个时，锁存器IC3(见图1)输出的键值使与门G4的输出为1，这时加数B0B1B2B3＝0110，全加器的输出F0F1F2F3＝A0A1A2A3+0110，10～15号键的键值分别为1010～1111，全加器的输出为0000～0111，数码管LED1显示十进制的0～5，这就是10～15号键的键值的十进制数的个位数，实现个位数显示的调整。

对0～9号键进行编码，键值使与门G4的输出为0，晶体管T1截止，十位数码管LED2处于熄灭状态，所以二位数码管显示的是数值0～9；对10～15号键进行编码，键值使与门G4的输出为1，晶体管T1导通，十位数码管LED2被点亮，由于数码管LED2只有显示1的b、c段接高电平，其余各段接地，所以LED2被点亮也只显示1，上述已对10～15号键键值的十进制个位数显示进行了调整，所以二位数码管显示的是数值10～15。

本实用新型中，按键K0～K15采用轻触开关，集成电路采用CMOS集成电路，模拟开关IC1采用CD4067，4位二进制计数器IC2采用CD4520，锁存器IC3采用CD4042，非门G1采用CD4069，与非门G2采用CD4011，全加器IC4采用CD4008，4线-七段译码驱动器IC5采用CD4511，或门G3采用CD4071，与门G4采用CD4081，NPN晶体管T1采用9013，LED1、LED2采用共阴极数码管。集成电路也可以采用功能一样的其它型号的集成电路。上述元器件与电路中的电阻、电容安装在一块印制板上，成为一个独立的按键编码及键值显示器。

本实用新型可作为仪器、设备的按键编码及键值显示电路与仪器、设备的其它电路组装在一起。

Claims

1、新型按键编码电路，其特征在于：包括复数个按键、模拟开关、二进制计数器和锁存器、多谐振荡器，上述各按键的一端分别通过上拉电阻连接至电源正极，并分别对应连接上述模拟开关的各通道输入端，上述各按键的另一端分别连接至地端；上述模拟开关的地址端分别对应连接上述二进制计数器的各输出端，并分别对应连接到上述锁存器的各输入端；上述模拟开关的输出端连接上述锁存器的锁存使能端和上述多谐振荡器的控制输入端，上述多谐振荡器的输出端连接上述二进制计数器的计数脉冲输入端；上述锁存器的输出端输出按键的二进制键值。

2、根据权利要求1所述的新型按键编码电路，其特征在于：还包括键值显示电路，此键值显示电路包括全加器、译码驱动器、显示十进制键值个位数的第一数码管、显示十进制键值十位数的第二数码管、或门、与门和晶体管，上述锁存器的输出端分别对应连接上述全加器的第一组加数端，此第一组加数端中的两个加数端连接至上述或门的两个输入端，此第一组加数端中的另一个加数端连接上述与门的一个输入端，上述或门的输出端连接上述与门的另一个输入端，上述全加器的第二组加数端中的两个加数端连接上述与门的输出端，上述全加器的第二组加数端中的另两个加数端连接到地，上述全加器的输出端分别对应连接上述译码驱动器的输入端，上述译码驱动器的输出端分别对应连接上述第一数码管的输入端，上述与门的输出端通过电阻连接至上述晶体管的基极，上述晶体管的集电极连接上述第二数码管的公共端，上述第二数码管的两个输入端连接至电源正极、其他输入端接地。

3、根据权利要求1所述的新型按键编码电路，其特征在于：上述按键为16个，上述模拟开关为16选一模拟开关，上述二进制计数器为4位二进制计数器。

4、根据权利要求2所述的新型按键编码电路，其特征在于：上述译码驱动器为4线一七段译码驱动器。