CN2669264Y - 键盘扫描电路 - Google Patents

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Abstract

一种适用于微机应用系统的键盘扫描电路，包括按N行、N列排列的N×N个按键，接在各个列扫描线上的接地电阻R1......RN，每一根行扫描线通过第二组开关二极管(VN+1，......，V2N)接到同一个I/O口，所述同一个I/O口通过第N+1电阻(RN+1)接地，每一根行扫描线还同时通过第一组开关二极管(V1，......，VN)接到N根不同的列扫描线上，使行扫描线和列扫描线复用，进而使所需I/O口减少，用N+1个I/O口实现N×N个按键的矩阵键盘。如行扫描线通过开关二极管连接的I/O口为外部中断输入口，软件可通过中断扫描键盘，方法是设置该外部中断为高电平触发，当矩阵键盘里有按键按下时就会触发中断。如果行扫描线通过开关二极管连接的I/O口为普通I/O口，可通过软件定时扫描的方法扫描键盘。

Description

键盘扫描电路
技术领域
本实用新型涉及计算机输入设备，具体地说，涉及一种可适用于微机系统的用N+1个输入端口实现NXN个按键输入的键盘扫描电路。
背景技术
在微机应用系统中，键盘是人机对话中最常用的输入设备，而且随着微机系统应用领域的不断扩大，多按键的应用系统也越来越多的出现。传统的键盘通常有两种结构，如图1所示出的线性键盘和如图2所示的矩阵键盘。其中，线性键盘由若干个独立的按键组成，每个按键的一端与微机的一个I/O口相连，也就是说，N个I/O口，容许的最大按键数是N。矩阵键盘的按键按N行N列排列，每个按键占据行、列的一个交点，所以，N+N个I/O口，容许的最大按键数是N×N。显然，实现同样按键数量的键盘，矩阵键盘较线性键盘所需的I/O口数更少，结构更加简单。但尽管如此，在有些应用系统中，由于通用的I/O口有限，解决大量的按键输入仍然是一大难题。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是将传统的矩阵键盘进行改进，用N+1个I/O口实现最大按键数为N×N的矩阵键盘，比传统矩阵键盘用N+N个I/O口实现最大按键数为N×N的矩阵键盘少用N-1个I/O口。
本实用新型提供的技术方案是，构造一种NXN矩阵键盘扫描电路，包括按N行、N列排列的N×N个按键组成的按键矩阵，2×N个开关二极管及N+1个电阻，其中，所述按键矩阵中位于同一列上的按键的一端彼此相连，组成N根列扫描线，所述N根列扫描线各有一端分别连接到N个通用I/O口，各有另一端分别接到N个阻值不同的第1电阻R1，.....，第N电阻RN，所述电阻(R1......RN)的另一端分别接地，所述按键矩阵中位于同一行上的按键的未连接到所述列扫描线的另一端彼此相连，分别组成N根行扫描线，所述N根行扫描线中，每一根行扫描线一端连接到两个开关二极管的正极，共2×N个开关二极管，每一根行扫描线连接的两个所述开关二极管中的任意一个开关二极管的负极彼此相连，并同时连接到第N+1个I/O口和第N+1个电阻RN+1，所述第N+1个电阻RN+1另一端接地，每一根行扫描线连接的两个所述开关二极管中的另外一个开关二极管的负极分别连接到所述N根列扫描线连接的通用I/O口。
在上述键盘扫描电路中，所述N为除零以外的自然数。
在上述键盘扫描电路中，所述的第N+1个I/O端口为外部中断口或者通用I/O口。
实施本实用新型提供的键盘扫描电路，通过在扫描电路中接入保证按键信息单一方向流动的2N个开关二极管，使传统键盘矩阵中所谓的行扫描线与列扫描线得以复用，达到用尽量少的I/O口实现尽可能多的键盘输入的目的。
附图说明
图1是以5个按键键盘为例的传统线性键盘的原理示意图。
图2是以4×4矩阵键盘为例的传统矩阵键盘原理示意图
图3是以4×4矩阵键盘为例的本实用新型提供的键盘扫描电路的原理示意图。
具体实施方式
以4×4矩阵键盘为例，结合图3的电路原理图及软件处理方法进一步说明本实用新型按键扫描电路。当N＝4时，该电路由16个按键S1～S16、5个电阻R1～R5、8个开关二极管V1～V8组成。4根列扫描线分别连接I/O端口P1.4、P1.3、P1.2和P1.1并通过电阻R1、R2、R3、R4接地，4根行扫描线一方面，分别通过开关二极管V1、V2、V3、V4分别连接到四条列扫描线，另一方面，分别通过开关二极管V5、V6、V7、V8共同连接到第5条I/O端口P1.0。
扫描程序启动以后，软件逐列开始扫描。其工作过程是这样的：
首先，扫描第一列，设P1.1为高电平输出，设矩阵键盘用到的其它I/O口为输入，然后读入各I/O口的状态。
如果P1.0为低电平状态，则该列没有按键被按下。因为如果该列有键按下的话，必有一根行扫描线通过该按键连接到该列扫描线，使该行扫描线电平与列扫描线电平相同，为高电平状态，从而使通过二极管与行扫描线连接的P1.0为高电平状态。
如果P1.0为高电平状态，则继续根据其他I/O口的状态确定是该列的哪个键被按下。如果P1.2为高电平，那么可以确定是接在P1.1和P1.2之间的按键S2被按下，如果P1.3为高电平，那么可以确定是接在P1.1和P1.3之间的按键S3被按下，如果P1.4为高电平，那么可以确定是接在P1.1和P1.4之间的按键S4被按下。如果只有P1.0和P1.1为高电平，那么可以确定是接在P1.1和P1.0之间的按键S1被按下。
第一列按键扫描结束，扫描其他列的按键方法也是一样：设相应的列扫描线为高电平输出，设矩阵键盘用到的其它I/O口为输入，然后读入各I/O口的状态。如果行扫描线连接的公共I/O口为低电平，则该列无按键按下，否则，根据其他列扫描线的电平状态确定是该列的哪一个按键被按下。
图3所示的4×4矩阵键盘不同按键被按下时各端口状态如表一所示。
                           表1：
当前列扫描线  当前按键  当前按键按下时端口电平状态
 P1.0  P1.1  P1.2  P1.3  P1.4
P1.1  S1  1  1  0  0  0
 S2  1  1  1  0  0
 S3  1  1  0  1  0
 S4  1  1  0  0  1
P1.2  S5  1  1  1  0  0
 S6  1  0  1  0  0
 S7  1  0  1  1  0
 S8  1  0  1  0  1
P1.3  S9  1  1  0  1  0
 S10  1  0  1  1  0
 S11  1  0  0  1  0
 S12  1  0  0  1  1
P1.4  S13  1  1  0  0  1
 S14  1  0  1  0  1
 S15  1  0  0  1  1
 S16  1  0  0  0  1
从表1可以看出，同一列扫描线上的不同按键按下时各端口状态是唯一的，因此，本实用新型所述扫描电路可以用N+1个I/O口实现N×N的矩阵键盘扫描。

Claims (5)

1、一种键盘扫描电路，包括按N行、N列排列的NXN个按键的矩阵键盘，其特征在于，矩阵键盘的每一根行扫描线分别连接第二组开关二极管(VN+1，......，V2N)中每一个的正极，所述第二组开关二极管(VN+1，......，V2N)中的每一个的的负极共同连接一个共同的I/O端口PN+1，所述I/O端口PN+1同时通过第N+1个电阻(RN+1)接地，所述每一根行扫描线还同时连接到第一组开关二极管(V1，......，VN)中每一个的正极，所述第一组开关二极管(V1，......，VN)中每一个的负极分别连接到各个列扫描线上，每一根所述列扫描线分别通过电阻R1......RN接地。
2、根据权利要求1所述键盘扫描电路，其特征在于，所述N为大于零的自然数。
3、根据权利要求1所述键盘扫描电路，其特征在于，所述第一组开关二极管(V1，......，VN)、所述第二组开关二极管(VN+1，......，V2N)包括2N个保证信息单向流动的开关二极管。
4、根据权利要求1-3中任何一项所述键盘扫描电路，其特征在于，所述I/O端口为外部中断输入口时，N×N矩阵键盘可以用中断扫描方式进行扫描。
5、根据权利要求1-3中任何一项所述键盘扫描电路，其特征在于，所述第N+1个I/O端口PN+1为外部中断口或者通用I/O口。
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