CN208128219U - 多功能按键电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多功能按键电路，包含：按键电路、单稳态电路、反相器、与门、三态门电路，其中：所述按键电路的输出端与所述三态门电路的使能端连接；所述反相器包括依次串联的第一反相器和第二反相器，所述第一反相器的输入端与所述按键电路的输出端连接，所述第二反相器的输出端与所述与门的第一输入端连接；所述单稳态电路的输入端与所述按键电路的输出端连接，所述单稳态电路的输出端与所述与门的第二输入端连接；所述与门的输出端与所述三态门电路的输入端连接；所述三态门电路的输出端用于与外部的处理器相连。本实用新型通过区分单次按键、长按按键等按键动作类型来识别用户的意图，使单个按键可以完成多种功能的切换。

Description

多功能按键电路

技术领域

本实用新型涉及一种按键电路，特别涉及一种多功能按键电路。

背景技术

按键是我们日常生活中经常遇到的操作对象，它也是使用非常广泛的电子设备的输入输出设备。例如，我们乘坐电梯、使用手机、使用遥控器看电视，都需要用到按键。很多设备使用时需要输入文字，就必须具备多个按键，例如手机、打字机、复印机等；而也有很多设备只需要简单的操作，就可以使用一到两个按键即可。

传统多功能设备按键使用方案是一个功能对应一个按键，当前按下哪个按键就切换到其对应的功能上。由于功能越来越多，为了在多个功能之间进行切换，设备上需要设置的按键数量就会变多，对于体积受限且需要单手稳定操作的电子设备来说不适用。

实用新型内容

本实用新型提供的一种多功能按键电路，用以解决现有技术中多功能电子设备需要设置多个对应按键的技术问题。

本实用新型的技术方案是提供一种多功能按键电路，包括：按键电路、单稳态电路、反相器、与门、三态门电路，其中：

所述按键电路的输出端与所述三态门电路的使能端连接；

所述反相器包括依次串联的第一反相器和第二反相器，所述第一反相器的输入端与所述按键电路的输出端连接，所述第二反相器的输出端与所述与门的第一输入端连接；

所述单稳态电路的输入端与所述按键电路的输出端连接，所述单稳态电路的输出端与所述与门的第二输入端连接；

所述与门的输出端与所述三态门电路的输入端连接；

所述三态门电路的输出端用于与外部的处理器相连。

在一个实施例中，所述按键电路还包括：防抖电路；

所述防抖电路一端与所述按键电路中的按键的输出端连接、另一端分别与所述三态门电路的使能端、所述第一反相器的输入端、以及所述单稳态电路的输入端连接。

可选的，所述防抖电路包括：滤波电阻、滤波电容、以及施密特触发器；

所述滤波电阻的一端与所述按键的输出端连接，所述滤波电阻的另一端分别与所述滤波电容的一端、所述施密特触发器的输入端连接，所述滤波电容的另一端接地；

所述施密特触发器的输出端分别与所述三态门电路的使能端、所述第一反相器的输入端、以及所述单稳态电路的输入端连接。

在一个实施例中，所述按键包括：物理按键、压力传感器中的任意一种或多种结合。

在一个实施例中，所述单稳态电路包括555定时器的外围电路。

本实用新型实施例提供的一种多功能按键电路，通过按键采集用户输入的信号，按键电路根据按键的动作输出相应的方波；当按键不工作时，按键电路的输出端输出低电平，三态门电路的输出端呈高阻态，则处理器认为没有接收到按键信号，不作任何处理；当按下按键且按键时间小于单稳态电路预设的暂态时间时，按下按键，按键电路的输出端输出高电平至三态门电路的使能端，且按键动作结束之前，单稳态电路仍处于暂态状态输出高电平至与门的第二输入端，同时输出端输出的高电平经过第一反相器、第二反相器到达与门的第一输入端，从而与门的输出端仍输出高电平至三态门电路的输入端，故三态门电路的输出端输出高电平至处理器，处理器接收到高电平信号时准备执行单次按键的处理，同时通过设置第一反相器和第二反相器，利用反相器的处理延时，保证与门在三态门电路的使能端变为高阻态之前的输出状态稳定，并在输出端变为高阻态时，处理器开始执行单次按键的处理；当按下按键时且按键时间大于单稳态电路预设的暂态时间时，按下按键，按键电路的输出端输出相应的高电平至三态门电路的使能端；同时当按键时间到达预设的暂态时间时，单稳态电路输出端输出低电平至与门的第二输入端，此时与门的输出端均输出低电平至三态门电路的输入端，故三态门电路的输出端输出低电平至处理器，处理器接收到低电平信号时直接执行长按按键的处理；通过单个按键的不同动作完成设备的常用操作，从而使单个按键可以完成多种功能的切换。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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，还可以如这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的第一种实施方式中提供的多功能按键电路结构示意图；

图2为本实用新型的第二种实施方式中提供的多功能按键电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示，一种多功能按键电路包括：按键电路10、单稳态电路20、反相器、与门A1、三态门电路30，其中：

所述按键电路10的输出端IN与所述三态门电路30的使能端EN连接；

所述反相器包括依次串联的第一反相器N1和第二反相器N2，所述第一反相器N1的输入端与所述按键电路10的输出端IN连接，所述第二反相器N2的输出端与所述与门A1的第一输入端连接；

所述单稳态电路20的输入端与所述按键电路10的输出端IN连接，所述单稳态电路20的输出端与所述与门A1的第二输入端连接；单稳态电路20用于在接收到高电平时从稳态转为暂态；

所述与门A1的输出端与所述三态门电路30的输入端A连接；

所述三态门电路30的输出端B用于与外部的处理器相连。

本实用新型实施例提供的多功能按键电路的工作过程具体如下：通过按键11采集用户输入的信号，按键电路10根据按键11的动作输出相应的方波；当按下按键11时，按键电路10的输出端IN输出高电平；当按键11弹起后，按键电路10的输出端IN输出低电平。

当按键电路10不工作时，按键电路10的输出端IN输出低电平，与按键电路10的输出端IN连接的三态门电路30的使能端EN不会接收到高电平，故三态门电路30的输出端B呈高阻态，则与三态门电路30的输出端B连接的外部处理器认为没有接收到按键信号。

当用户快速按下按键11并松开时，按键电路10工作且按键时间小于单稳态电路20预设的暂态时间时，在按键时间范围内，按键电路10的输出端IN输出相应的高电平(输出端IN由0变为1)，则与按键电路10的输出端IN连接的三态门电路30的使能端EN输入高电平；同时，单稳态电路20接收到按键电路10的输出端IN输出的具有上升沿的信号(即由0变为1)后发生翻转，从稳态翻转为暂态(单稳态电路20的输出由0变为1)，单稳态电路20在预设的暂态时间范围内，输出预设时长(即暂态时间)的高电平，并在预设的暂态时间后自动恢复为稳态(单稳态电路20的输出由1变为0)；由于按键时间小于预设的暂态时间，故当按键动作结束(按键电路10不工作)时，按键电路10的输出端IN输出低电平(输出端IN由1变为0)，则与按键电路10的输出端IN连接的三态门电路30的使能端EN输入低电平(使能端EN由1变为0)，故三态门电路30变为高阻态。在按键动作结束之前的瞬间，单稳态电路20仍处于暂态状态(即输出高电平)，从而与门A1的第二输入端仍输入高电平；且按键电路10的输出端IN输出的高电平经过第一反相器N1、第二反相器N2到达与门A1的第一输入端(即与门A1的第一输入端输入高电平)，故与门A1的输出端仍输出高电平至三态门电路30的输入端A(即三态门电路30的输入端A输入高电平)；由于三态门电路30的使能端EN为高电平，则输出端B的状态仍为输入端A的状态(即三态门电路30的输出端B一直输出高电平)，从而与三态门电路30的输出端B连接的外部处理器接收到高电平的信号；在按键动作结束后，三态门电路30为高阻态，该外部的处理器不会接收到信号。

当用户长按按键11时，按键电路10工作且按键时间大于单稳态电路预设的暂态时间时，在按键时间范围内，按键电路10的输出端IN输出相应的高电平(输出端IN由0变为1)，则与按键电路10的输出端IN连接的三态门电路30的使能端EN输入高电平；同时，单稳态电路20接收到按键电路10的输出端IN输出的具有上升沿的信号(即由0变为1)后发生翻转，从稳态翻转为暂态(单稳态电路20的输出由0变为1)，单稳态电路20在预设的暂态时间范围内，输出预设时长的高电平并在预设的暂态时间后自动恢复为稳态(单稳态电路20的输出由1变为0)；由于按键时间大于预设的暂态时间，当到达预设的暂态时间时(此时按键动作还未结束)，单稳态电路20从暂态恢复为稳态(1→0，即单稳态电路输出端输出低电平)，故与门A1的第二输入端输入低电平，此时无论与门A1的第一输入端输入何种信号，与门A1的输出端均输出低电平至三态门电路30的输入端A(即三态门电路30的输入端A输入低电平)；由于三态门电路30的使能端EN为高电平，则输出端B的状态为输入端A的状态(即三态门电路30的输出端B输出低电平)，从而与三态门电路30的输出端B连接的外部处理器接收到低电平的信号。

综上，处理器根据三态门电路30输出端的不同状态执行按键的不同功能；当输出端B为高阻态时，处理器不作任何处理；当输出端B为高电平时，处理器准备执行单次按键的处理，在输出端B由高电平变为高阻态时，处理器开始执行单次按键的处理(对应用户快速按下按键11)；当输出端B为低电平时(此时说明按键时间足够长，即对应用户长按按键11)，处理器直接执行长按按键的处理，此时不需要关注输出端B何时转为高阻态。

本实用新型实施例提供的一种多功能按键电路，根据不同的按键操作输出不同的信号，方便处理器根据不同的信号执行相应的处理；同时，通过一个按键可以实现多个功能，避免设备因需要使用多个按键造成占用过多的按键资源和空间。

为了避免按键在按下或弹起的瞬间由于接触弹跳的关系，按键输出端电压不稳定的现象的发生，如图2所示，在一个实施例中，所述按键电路10还包括：防抖电路40；

所述防抖电路40一端与所述按键电路10中的按键11的输出端连接、另一端作为按键电路10的输出端IN分别与所述三态门电路30的使能端EN、所述第一反相器N1的输入端、以及所述单稳态电路20的输入端连接。

可选的，所述防抖电路40包括：滤波电阻、滤波电容、以及施密特触发器；

所述滤波电阻的一端与所述按键11的输出端连接，所述滤波电阻的另一端分别与所述滤波电容的一端、所述施密特触发器的输入端连接，所述滤波电容的另一端接地；

所述施密特触发器的输出端分别与所述三态门电路30的使能端EN、所述第一反相器N1的输入端、以及所述单稳态电路20的输入端连接。

在本实施例中，该防抖电路40基于滤波电阻和滤波电容的滤波作用，可以消除按键11的抖动，利用施密特触发器的迟滞特性，进一步消除信号抖动。

在一个实施例中，为了采集用户输入的信号，并将采集到的电路转换为方波，所述按键11包括：物理按键、压力传感器中的任意一种或多种结合。

在一个实施例中，所述单稳态电路20包括555定时器的外围电路。具体的，利用555定时器生成单稳态电路是比较成熟的技术，此处不做赘述。

本实用新型实施例提供的一种多功能按键电路，通过按键11采集用户输入的信号，按键电路10根据按键11的动作输出相应的方波；当按键11不工作时，按键电路10的输出端IN输出低电平，三态门电路30的输出端B呈高阻态，则处理器认为没有接收到按键信号，不作任何处理；当按下按键11且按键时间小于单稳态电路预设的暂态时间时，按下按键11，按键电路10的输出端IN输出高电平至三态门电路30的使能端EN，且按键动作结束之前，单稳态电路20仍处于暂态状态且输出高电平至与门A1的第二输入端，同时输出端IN输出的高电平经过第一反相器N1、第二反相器N2到达与门A1的第一输入端，从而使与门A1的输出端仍输出高电平至三态门电路30的输入端A，故三态门电路30的输出端B输出高电平至处理器，处理器接收到高电平信号时准备执行单次按键的处理，同时通过设置第一反相器N1和第二反相器N2，利用反相器的处理延时，保证与门A1在三态门电路30的使能端EN变为高阻态之前的输出状态稳定，并在输出端B变为高阻态时，处理器开始执行单次按键的处理；当按下按键11时且按键时间大于单稳态电路预设的暂态时间时，按下按键11，按键电路10的输出端IN输出相应的高电平至三态门电路30的使能端EN；同时当按键时间到达预设的暂态时间时，单稳态电路输出端输出低电平至与门A1的第二输入端，此时与门A1的输出端均输出低电平至三态门电路30的输入端A，故三态门电路30的输出端B输出低电平至处理器，处理器接收到低电平信号时直接执行长按按键的处理；通过单个按键的不同动作完成设备的常用操作，从而使单个按键可以完成多种功能的切换。

其中，上述“利用反相器的处理延时，保证与门A1在三态门电路30的使能端EN变为高阻态之前的输出状态稳定”具体为：在按键电路10不工作时(即在按键电路10的输出端IN的下降沿时)，三态门电路30从导通状态转为高阻态，但是三态门电路30从导通状态转为高阻态需要一个处理时间t1(t1的具体时长由三态门电路30本身的结构和处理速度决定)；若在处理时间t1内与门A1的输出变为了低电平，则会影响“当按键电路10工作且按键时间小于单稳态电路预设的暂态时间”该情况的判断结果；在加入第一反相器N1和第二反相器N2后，若第一反相器N1和第二反相器N2的处理时间均为t2，则当按键电路10的输出端IN变为低电平后，经过t2时间后第一反相器N1的输出端才会变为高电平；之后在经过一个t2时间后第二反相器N2的输出端才会变为低电平，之后再经过与门A1的处理时间t3后，A1的输出才会变为低电平。此时只要t2+t2+t3>t1即可保证在三态门电路转为高阻态时A1的输出不变，从而避免用户快速按键时三态门电路30也会输出低电平，进而造成误判。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种多功能按键电路，其特征在于，包括：按键电路、单稳态电路、反相器、与门、三态门电路，其中：

所述按键电路的输出端与所述三态门电路的使能端连接；

所述反相器包括依次串联的第一反相器和第二反相器，所述第一反相器的输入端与所述按键电路的输出端连接，所述第二反相器的输出端与所述与门的第一输入端连接；

所述单稳态电路的输入端与所述按键电路的输出端连接，所述单稳态电路的输出端与所述与门的第二输入端连接；

所述与门的输出端与所述三态门电路的输入端连接；

所述三态门电路的输出端用于与外部的处理器相连。

2.如权利要求1所述的多功能按键电路，其特征在于，所述按键电路还包括：防抖电路；

所述防抖电路一端与所述按键电路中的按键的输出端连接、另一端分别与所述三态门电路的使能端、所述第一反相器的输入端、以及所述单稳态电路的输入端连接。

3.如权利要求2所述的多功能按键电路，其特征在于，所述防抖电路包括：滤波电阻、滤波电容、以及施密特触发器；

所述滤波电阻的一端与所述按键的输出端连接，所述滤波电阻的另一端分别与所述滤波电容的一端、所述施密特触发器的输入端连接，所述滤波电容的另一端接地；

所述施密特触发器的输出端分别与所述三态门电路的使能端、所述第一反相器的输入端、以及所述单稳态电路的输入端连接。

4.如权利要求2所述的多功能按键电路，其特征在于，所述按键包括：物理按键、压力传感器中的任意一种或多种结合。

5.如权利要求1所述的多功能按键电路，其特征在于，所述单稳态电路包括555定时器的外围电路。