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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft elektronische Eingabegeräte. Insbesondere betrifft sie
eine Mehrelement-Schaltmatrix,
in der jedwede Zeilen und Spalten bidirektional gescannt werden
können,
um eine hohe Eingabekapazität
bereitzustellen.
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Allgemeiner
Stand verwandter Technik
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Ein
Tastenfeld mag eine der gängigsten
Benutzerschnittstellen zu elektronischer Ausrüstung sein, z.B. zu einem Computer,
einem Fernsehgerät
oder einem Videorecorder usw. Typischerweise beinhaltet ein Tastenfeld
z.B. auf einer Computertastatur oder auf einer TV-Fernbedienung
eine Mehrheit von Tasten, die in eine Matrix aus Zeilen und Spalten
angeordnet sind. Ein Computerbenutzer oder ein Fernsehzuschauer
können
dadurch ihre Befehle an den Computer oder Fernseher eingeben bzw.
mit diesen interagieren, indem sie eine bestimmte Taste unter einer
Mehrheit von Tasten auf einem Tastenfeld drücken.
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Typischerweise
bewegt das Drücken
einer Taste einen oder mehrere zugehörige(n) elektrische(n) Kontakt(e),
um diese in physikalischen Kontakt miteinander zu bringen, wodurch
eine elektrische Verbindung zwischen ihnen hergestellt wird. Abhängig vom
Typ des eingesetzten Verbindungsmechanismus ist die elektrische
Verbindung möglicherweise
nur kurzzeitig (kann z.B. getrennt werden, wenn die Taste freigegeben wird)
oder kann fortdauernd sein (kann z.B. auch nach dem Freigeben der
Taste verbunden bleiben, bis sie absichtlich getrennt wird, z.B.
durch erneutes Drücken
der Taste).
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Ein
Beispiel von Verbindungsmechanismus, der eine kurzzeitige elektrische
Verbindung bereitstellt, ist ein Drucktaster, der elektrische Verbindung
nur bereitstellt, während
eine Taste gedrückt
ist, und trennt, wenn das Drücken
nicht fortgeführt
wird. Andererseits bleibt ein Schalter, sobald er z.B. durch Drücken einer
Taste eingeschaltet wird, auch dann eingeschaltet (also verbunden),
wenn die Taste freigegeben wird, bis der Schalter aktiv z.B. durch
erneutes Drücken
der Taste ausgeschaltet wird, wie dies bei einer bestimmten Art
von Schalter der Fall ist, die Kippschalter genannt wird.
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Wie
die Tasten sind auch die zugehörigen
Verbindungsmechanismen in einer Matrix aus Zeilen und Spalten angeordnet,
die typischerweise als Schaltmatrix bezeichnet wird. Somit kann
die Position jedes Drucktasters oder Schalters innerhalb der Matrix
durch eine Zeilen- und Spaltenkoordinate dargestellt werden, z.B. (ze,
sp). Beispielsweise würde
ein Drucktaster, der sich auf der zweiten Zeile und an dritter Spalte
befindet, die Koordinate (2, 3) aufweisen.
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Typischerweise
wird eine Schaltmatrix „gescannt", um zu ermitteln,
welche Taste gedrückt
ist. Das Scannen schließt
typischerweise das Anlegen eines bekannten Signals auf eine Zeile
und Prüfen
jeder Spalte ein. Wenn beispielsweise ein Signalpegel NIEDRIG in
Spalte 2 detektiert wurde, während
Zeile 1 NIEDRIG angesteuert wird, ist die Taste an Koordinate (1,
2) als gedrückt
ermittelt. Dieser Prozess wird für
jede der Zeilen Zeile für
Zeile mit einer ausreichend schnellen Geschwindigkeit wiederholt,
um selbst das kürzeste
Drücken einer
Taste zu detektieren. Mit diesem Scanverfahren kann das Drücken jedweder
Taste an jedweder Position innerhalb der Matrix detektiert werden,
solang lediglich zu einem Zeitpunkt nur eine Taste gedrückt ist.
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Da
elektronischen Ausrüstungen
immer mehr fortschrittliche Funktionen hinzugefügt werden, benötigt die
Benutzerschnittstelle eine zunehmende Anzahl von Tasten. Unglücklicherweise
ist die Maximalzahl von Tasten, die eine herkömmliche Schaltmatrix scannen
und detektieren kann, auf das Produkt der Anzahl der Zeilen und
der Anzahl der Spalten begrenzt. Beispielsweise würde eine
herkömmliche
4 × 4-Schaltmatrix
maximal 16 Tasten unterstützen.
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Somit
muss die Größe einer
herkömmlichen
Matrix zunehmen, um die zunehmende geforderte Anzahl von Tasten
aufnehmen zu können,
wodurch die Kosten von Benutzerschnittstellengeräten steigen.
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Außerdem kann
eine herkömmlich
scannende Schaltmatrix nur Kurzzeitkontakt-Verbindungsmechanismen
aufnehmen, z.B. Drucktaster. Weil ein Schalter auch nach der Freigabe
der zugehörigen
Taste verbunden bleibt, würde
das sequenzielle Drücken
zweier Tasten einer herkömmlich
scannenden Schaltmatrix erscheinen, wie wenn die zwei Tasten gleichzeitig
gedrückt
wären.
Weil eine herkömmlich
scannende Schaltmatrix zu einem Zeitpunkt nur einen Tastendruck
detektieren kann, kann sie keinen Schalter aufnehmen.
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Somit
muss, wenn ein Benutzerschnittstellengerät sowohl Drucktaster als auch
Schalter benötigt,
zusätzlich
zur Schaltmatrix für
jeden Schalter ein dedizierter Detektionsmechanismus bereitgestellt
werden. Der zusätzliche
Detektionsmechanismus fügt
der Benutzerschnittstelle Komplexität und Kosten hinzu.
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Es
besteht Bedarf an einer scannenden Schaltmatrix, die in der Lage
ist, mehr Tasten als das herkömmliche
Maximum aufzunehmen, d.h., das Produkt der Anzahl der Zeilen und
der Anzahl der Spalten.
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Es
besteht auch Bedarf an einer flexibleren und wirtschaftlicheren
Schaltmatrix, die die Integration von Schaltern ohne die Notwendigkeit
dedizierter Detektionsmechanismen für die Schalter erlaubt.
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Wie
in US-B-4 673 933 beschrieben, wird eine Codierschnittstelle zwischen
Eingangsdatenports und Strobe-Ausgangsports einer (integrierten
Halbleiter-) Schaltung (Chip) bereitgestellt, und ein Array von
Schaltern wird mit einer Reihe von L Eingangsdatenleitungen und
Ausgangsleitungen verbunden, wobei die L Leitungen die Schaltmatrix
alternativ abtasten können,
um die Position jedes Schalters zu ermitteln. Dadurch, dass jede
Leitung in einem bestimmten zeitlichen Augenblick entweder als eine
Eingangsleitung oder eine Ausgangsleitung fungiert, wird die Anzahl
der Schalter erhöht,
die von einer festen Anzahl gesamter Eingangs- und Ausgangsleitungen
bedient werden. Beispielsweise werden bei acht gesamten Leitungen
28 Schalter aufgenommen, wenn die Leitungen entweder als Eingangs-
oder Ausgangsleitungen fungieren, während, wenn vier separate Leitungen
als Eingangsleitungen und vier andere Leitungen als Ausgangsleitungen
reserviert sind, nur 16 Schalter aufgenommen werden. In einer weiteren
Ausführungsform,
die zwei Schalter und ein Paar entgegengesetzt angeordneter Dioden
an jedem Kreuzungspunkt in der Matrix verwendet, kann die Anzahl
der Schalter verdoppelt werden (bei acht dualen Eingangs-/Aussgangsleitungen
auf 56).
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Kurzdarstellung
der Erfindung
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Eine
Schaltmatrix und ein Verfahren des Scannens gemäß der Erfindung sind wie in
den unabhängigen
Ansprüchen
dargelegt. Bevorzugte Formen sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
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Gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung umfasst eine Schaltmatrix mindestens
einen Zeilenleiter und mindestens einen Spaltenleiter. Mindestens
einer des mindestens einen Zeilenleiters und des mindestens einen Spaltenleiters
ist in der Lage, mit einem vorbestimmten Spannungspegel angesteuert
zu werden, und aus ihm kann während
eines Scannens der Schaltmatrix ein Spannungspegel gelesen werden.
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Gemäß einem
Aspekt der Prinzipien der vorliegenden Erfindung umfasst eine Schaltmatrix
eine Mehrheit von Zeilenleitern, eine Mehrheit von Spaltenleitern
und eine Mehrheit von Schaltelementen, die dafür ausgelegt sind, mindestens
einen der Mehrheit von Zeilenleitern mit mindestens einem der Mehrheit
von Spaltenleitern zu verbinden. Die Gesamtzahl von Schaltelementen
der Mehrheit von Schaltelementen überschreitet ein Produkt einer
Gesamtzahl von Zeilenleitern der Mehrheit von Zeilenleitern und
einer Gesamtzahl von Spaltenleitern der Mehrheit von Spaltenleitern.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Prinzipien der vorliegenden Erfindung umfasst
eine Schaltmatrix eine Mehrheit von Zeilenleitern, eine Mehrheit
von Spaltenleitern, mindestens ein Schaltelement, das dafür ausgelegt
ist, kurzzeitig mindestens einen der Mehrheit von Zeilenleitern
mit mindestens einem der Mehrheit von Spaltenleitern zu verbinden,
und mindestens ein Schaltelement, das dafür ausgelegt ist, fortdauernd
mindestens einen der Mehrheit von Zeilenleitern mit mindestens einem
der Mehrheit von Spaltenleitern zu verbinden.
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Gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Scannen einer
Schaltmatrix Ansteuern jeweils mindestens eines einer Mehrheit von
Zeilenleitern mit einem vorbestimmten Spannungspegel, Überwachen
jedes einer Mehrheit von Spaltenleitern, während einer der Mehrheit von
Zeilenleitern mit dem vorbestimmten Spannungspegel angesteuert wird,
Ansteuern jeweils mindestens eines einer Mehrheit von Spaltenleitern
mit einem vorbestimmten Spannungspegel und Überwachen jedes einer Mehrheit von
Zeilenleitern, während
einer der Mehrheit von Spaltenleitern mit dem vorbestimmten Spannungspegel
angesteuert wird.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Schaltmatrix
ohne die Notwendigkeit des Vorliegens schneller Schaltsignale in
den Zeilen- und
Spaltenleitern gescannt werden, womit die Notwendigkeit einer AC-Entkopplung
oder eines Rausch- bzw.
EMI-Filterkondensators beseitigt wird.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Merkmale
und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus
der nachstehenden Beschreibung unter Bezug auf die Zeichnungen offensichtlich,
wobei
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1 ein
vereinfachtes Schema einer beispielhaften 3 × 3-Schaltmatrix gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung ist.
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2 ein
vereinfachtes Schema einer beispielhaften 3 × 3-Schaltmatrix, die integrierte
Schalter aufweist, gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung ist.
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3 ein
Flussdiagramm, das das Scannen der in 1 und 2 gezeigten
beispielhaften 3 × 3-Schaltmatrizen
zeigt, gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung ist.
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4 ein
vereinfachtes Schema eine beispielhaften Hardwareimplementierung
des Scannens der 3 × 3-Schaltmatrix gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung ist.
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4A ein
Zeitverlaufsdiagramm eines Scanzyklus einer in 4 gezeigten
beispielhaften 3 × 3-Schaltmatrix
gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung ist.
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5 ein
vereinfachtes Schema einer beispielhaften Hardwareimplementierung
des Scannens der 3 × 3-Schaltmatrix, die
integrierte Schalter aufweist, gemäß den Prinzipien der vorliegenden
Erfindung ist.
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6 ein
vereinfachtes Schema einer beispielhaften herkömmlichen 3 × 3-Schaltmatrix ist.
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Ausführliche
Beschreibung anschaulicher Ausführungsformen
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine flexible und wirksame Schaltmatrix
und ein Scanverfahren derselben bereit, die in Benutzerschnittstellengeräten verwendbar
sind, z.B. in einem Tastenfeld oder dergleichen, das eine Anzahl
von Verbindungsmechanismen aufweist, z.B. Drucktaster bzw. Schalter.
Ein Schaltmatrixgerät und
ein Scanverfahren davon gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung ist in der Lage, eine Anzahl von Verbindungsmechanismen
bis zum Doppelten des Produkts der Anzahl der Zeilen und der Anzahl
der Spalten aufzunehmen.
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Ein
Schaltmatrixgerät
und ein Scanverfahren davon erlaubt die Integration eines oder mehrerer
Schalter in die Schaltmatrix ohne die Notwendigkeit zusätzlicher
dedizierter Detektionsmechanismen für die Schalter.
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Während zugunsten
von Kürze
und Klarheit eine beispielhafte Matrix beschrieben ist, die drei
(3) Zeilen und drei (3) Spalten aufweist, d.h. eine 3 × 3-Schaltmatrix, ist
die vorliegende Erfindung gleichermaßen auf Matrizen jeder Größe anwendbar,
d.h., die eine beliebige Anzahl von Zeilen oder eine beliebige Anzahl
von Spalten aufweisen, und gleichermaßen auf symmetrische Matrizen,
d.h., die gleiche Anzahlen von Zeilen und Spalten aufweisen, sowie
auf unsymmetrische Matrizen anwendbar.
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6 zeigt
eine einfache beispielhafte herkömmliche Schaltmatrix
mit neun (9) Verbindungsmechanismen, die als eine Matrix von drei
(3) Zeilen und drei (3) Spalten angeordnet sind.
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Insbesondere
zeigt 6 neun (9) Drucktaster K1–K9. Jeder der neun Drucktaster
K1–K9
weist ein Paar elektrischer Kontakte 33 und 34 und
einen Verbindungstaster 35 auf. Jeder elektrische Kontakt 33 ist
mit einem Zeilenleiter 31 verbunden, während jeder elektrische Kontakt 34 mit
dem Spaltenleiter 32 verbunden ist. Die Drucktaster auf
derselben Spalte oder auf derselben Zeile nutzen gemeinsam denselben
Spaltenleiter 32 bzw. denselben Zeilenleiter 31.
Beispielsweise nutzen die Drucktaster K1, K2 und K3 gemeinsam denselben Zeilenleiter 31 von
Ze. 1, währen
die Drucktaster K1, K4 und K7 gemeinsam denselben Spaltenleiter 32 von Sp.
1 nutzen.
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Um
einen gedrückten
Drucktaster zu detektieren, ist ein Algorithmus bereitgestellt,
um jeden der Drucktaster zu scannen. Während der Scannens wird zu
einem Zeitpunkt an eine Zeile ein eindeutiges Signal angelegt, und
jede der Spalten wird auf das Vorliegen des eindeutigen Signals überwacht.
Dieser Prozess wird für
jede Zeile Zeile für
Zeile auf einer schnellen Basis wiederholt, um sicherzustellen,
dass auch die kürzeste Schließung eines
Verbindungsmechanismus detektiert wird.
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Wenn
das eindeutige Signal an eine bestimmte Zeile angelegt wird, werden
die anderen Zeilen über hohe
Impedanz mit einer unterschiedlichen Spannung verbunden, um übermäßige Ströme in dem
Fall zu verhindern, das mehr als ein Schalter in einer Spalte gedrückt ist.
In einer typischen herkömmlichen
Schaltung können
die Zeilen niedrig angesteuert sein, und die Spalten werden passiv
auf einen Spannungspegel, z.B. auf VCC oder VDD, oberhalb der Schaltschwelle
einer Überwachungsschaltung
hochgezogen, z.B. eines Eingabeempfängers eines (nicht gezeigten)
Controllers.
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Wenn
die Kontakte 34 und 35 getrennt sind (wenn also
der Taster 35 nicht gedrückt ist), bleibt der Spaltenleiter 32 unverbunden
vom Zeilenleiter 31. Somit bleibt die Spannung am Eingang
des Empfängers 36 hoch (z.B.
auf VDD) oder bei hoher Impedanz (z.B. Tri-State, Hi-Z). Wenn jedoch
der Taster 35 gedrückt
ist, um die Kontakte 33 und 34 in eine elektrische
Verbindung zu bringen, werden die Leiter 31 und 32 miteinander
verbunden. Wird Leiter 31 niedrig angesteuert, würde die
Spannung am Eingabeempfänger
des Controllers niedrig angesteuert werden. Somit kann das Drücken eines
beliebigen Drucktasters K1–K9
dadurch detektiert werden, indem jede Zeile NIEDRIG angesteuert
und an jeder Spalte auf eine NIEDRIGE Spannung überwacht wird.
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Nehmen
wir beispielsweise an, dass der Drucktaster K5 (und gleichzeitig
kein anderer Drucktaster) gedrückt
ist. Der Scanalgorithmus würde
zuerst Ze. 1 niedrig ansteuern (und Ze. 2 und 3 HOCH oder mit hoher Impedanz
ansteuern (d.h. Tri-State-Ausgang)) und die Spannungspegel jeder
der Spalten Sp. 1 – Sp.
3 Spalte für
Spalte prüfen.
Weil die Drucktaster K1–K3
nicht gedrückt
wären,
würde ein
hoher Spannungspegel, z.B. VDD, oder ein Spannungspegel hoher Impedanz
an jeder der Spalten Sp. 1 – Sp.
3. detektiert.
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Dann
würde der
Algorithmus Ze. 2 NIEDRIG ansteuern (und Ze. 1 und 3 HOCH ansteuern)
und die Spannungspegel jeder der Spalten Sp. 1 – Sp. 3 Spalte für Spalte
prüfen.
Weil die Drucktaster K4 und K6 nicht gedrückt wären, würde ein hoher Spannungspegel,
z.B. VDD, an jeder der Spalten Sp. 1 – Sp. 3 detektiert. Weil jedoch
Ze. 2 NIEDRIG angesteuert würde,
würde an
Sp. 2 durch die Verbindung, die zwischen Leiter 31 und
Leiter 32 über
die Verbindungen zwischen Kontakten 33 und 34 aufgrund
von Drücken
des Tasters 35 am Drucktaster K5 hergestellt würde, eine
NIEDRIGE Spannung detektiert.
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Wenn
Ze. 3 vom Algorithmus NIEDRIG angesteuert wird und Sp. 1 – Sp. 3 überwacht
werden, würde an
jeder der Spalten ein HOHER Spannungspegel oder hoher Impedanzwert
detektiert werden. Somit kann eine Feststellung, dass der Drucktaster
K5 gedrückt
war, durch die Tatsache getroffen werden, dass NIEDRIGE Spannung
nur an der Koordinate (2, 2) detektiert wurde, die der Position
des Drucktasters K5 entspricht.
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Wegen
des sequenziellen Schaltens (z.B. von NIEDRIG auf HOCH) an jeder
der Koordinaten kann ein sehr hochfrequentes AC-Signal von jedem
der Leiter 31 und 32 transportiert werden. Die
AC-Signale resultieren typischerweise in Rauschsignalen, die durch
die Verwendung eines AC-Nebenschlusswiderstands niedriger Impedanz
an Masse für
jeden Zeilenleiter 31 und Spaltenleiter 32 durch
einen EMI-Kondensator 39 minimiert werden müssen. Somit
ist in einer herkömmlichen
Schaltmatrix die Verwendung des AC-Entkoppelkondensators (oder EMI- bzw.
Rauchfilterkondensators) 39 für einen ordnungsgemäßen Betrieb
erforderlich.
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Außerdem wird
man verstehen, das die oben beschriebene herkömmliche Schaltmatrix erfordert,
dass jede Kreuzung eines Zeilen und Spaltenleiters 31 und 32 eine
einzige eindeutige Koordinate (Zeile, Spalte) aufweist. Das heißt, dass
jedem Paar eines Zeilenleiters und eines Spaltenleiters eine eindeutige
Koordinate zugewiesen werden kann. Somit würde beispielsweise ein Paar
aus zweiter Zeile und dritter Spalte eine Koordinate (2, 3) aufweisen.
Somit kann eine herkömmliche
Schaltmatrix ein Maximum von Zeilen × Spalten Schaltelementen,
z.B. Taster oder Tasten, aufnehmen (also 9 in obigem Beispiel der
3 × 3-Matrix),
wobei jeder Taster oder jede Taste über die Koordinate (Zeile,
Spalte) eindeutig adressierbar ist.
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Im
Kontrast dazu kann die Schaltmatrix 10 gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung, die in 1 gezeigt
ist, bis zum Doppelten der Größe der Matrix,
d.h. 2 × Zeilen × Spalten
an Drucktastern aufnehmen, wodurch die Kapazität einer herkömmlichen
Schaltmatrix verdoppelt wird. Wie erläutert werden wird, kann jede
Kreuzung (oder jedes Paar) einer Zeile und einer Spalte zwei eindeutige
Koordinaten aufweisen, z.B. (Zeile, Spalte) und (Spalte, Zeile),
und somit bis zu zwei Drucktaster unterstützen, von denen jeder eindeutig
adressierbar ist.
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Insbesondere
weist die in 1 gezeigte Schaltmatrix zwei
Drucktaster und eine Sperrdiode 12 an jeder Koordinate
auf. Somit weist die 3 × 3-Schaltmatrix
aus 1 18 Drucktaster KA–KI und K1–K9 auf, d.h. das Doppelte
des Produkts der Anzahlen der Zeilen und Spalten.
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Obgleich
die Sperrdiode 12 in diesem Beispiel als zwischen Schaltelementen
KA–KI
und dem jeweiligen Zeilenleiter 31 angeschlossen gezeigt
ist, sollte es für
den Durchschnittsfachmann leicht offensichtlich sein, dass die Diode
an anderen Stellen platziert sein kann, z.B. zwischen den Schaltelementen
KA–KI
und den jeweiligen Spaltenleitern 32 oder zwischen Schaltelementen
K1–K9
und entweder den Zeilenleitern 31 oder den Spaltenleitern 32,
solang sie vorwärts
vorgespannt wird, wenn eine jeweilige Zeile NIEDRIG angesteuert
wird oder wenn eine jeweilige Spalte NIEDRIG angesteuert wird, aber
nicht, wenn die jeweilige Zeile und Spalte beide NIEDRIG angesteuert
werden.
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Anders
als eine herkömmliche
Schaltmatrix erlaubt die Schaltmatrix gemäß den Prinzipien der vorliegenden
Erfindung das Überwachen
von Spannungspegeln sowohl der Zeilenleiter 31 als auch
der Spaltenleiter 32. Darüber hinaus erlaubt anders als
eine herkömmliche
Schaltmatrix die Schaltmatrix aus 1 das Ansteuern sowohl
der Zeilenleiter 31 als auch der Spaltenleiter 32.
Das heißt,
dass sowohl die Zeilenleiter 31 als auch die Spaltenleiter 32 der
Schaltmatrix gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung bidirektional sind und zu einem beliebigen
Zeitpunkt entweder ein Eingang oder ein Ausgang sein können.
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Die
Sperrdiode 12 ist rückwärts vorgespannt,
wenn der jeweilige Zeilenleiter NIEDRIG angesteuert wird und das
zugehörige
Schaltelement, z.B. der zugehörige
Drucktaster KA–KI,
verbunden ist. Somit bleiben, sogar wenn das jeweilige Schaltelement
KA–KI
verbunden ist, der zugehörige
Zeilenleiter 31 und die Spaltenleiter 32 voneinander
getrennt.
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Wenn
jedoch eine jeweilige Spalte NIEDRIG angesteuert wird und das zugehörige Schaltelement KA–KI verbunden
ist, ist die Diode 12 vorwärts vorgespannt, und somit
sind der zugehörige
Zeilenleiter 31 und der Spaltenleiter 32 verbunden.
Wenn Spalten angesteuert werden, wird die Spannung, mit der der
Spaltenleiter 32 angesteuert wird (abzüglich des Vorwärtsvorspannungs-Spannungsabfalls über der
Diode, der typischerweise in der Größenordnung eines halben Volts
liegt), auf den Zeilenleiter 31 gelegt, wenn das zugehörige Schaltelement
KA–KI
verbunden ist. Somit kann durch Überwachen
des Spannungspegels des jeweiligen Zeilenleiters eine Schließung eines
Schaltelements KA-KI
detektiert werden.
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Somit
wird man verstehen, dass eine Schließung eines Schaltelements K1–K9 detektiert
werden kann, indem jede Zeile Zeile für Zeile angesteuert und jede
der Spalten überwacht
wird. Weil die Sperrdiode 12 rückwärts vorgespannt ist, wenn ein
Zeilenleiter 31 NIEDRIG angesteuert wird, würde irgendeine
Schließung
von Schaltelementen KA–K9
keinerlei Wirkung auf die überwachten
Spannungen irgendeines der Spaltenleiter 32 haben. Während dieses
Vorwärtsscannens
(Bezeichnung nur zur Erleichterung, Scannen, bei dem nur die Zeilen
angesteuert werden, wird nachfolgend als ein Vorwärtsscan
bezeichnet, und Scannen, bei dem nur die Spalten angesteuert werden,
wird nachfolgend als ein Rückwärtsscan
bezeichnet) kann Schließung
irgendeines der Schaltelemente K1–K9 detektiert werden.
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Während eines
Rückwärtsscans,
wenn ein Spaltenleiter NIEDRIG angesteuert wird, wird die zugehörige Diode 12 vorwärts vorgespannt,
wenn das zugehörige
Schaltelement KA–KI
verbunden ist, und somit kann jedwede Schließung von Schaltelementen KA–KI wie
weiter vorn beschrieben erfolgen.
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Somit
können
während
eines Vorwärtsscans
Koordinaten als (Zeile, Spalte) ausgedrückt werden, wie dies bei einer
herkömmlichen
Schaltmatrix der Fall war. Jedoch kann während eines Rückwärtsscannens
eine Koordinate (Spalte, Zeile) bereitgestellt werden. Anders als
in einer herkömmlichen
Schaltmatrix ist in einer Schaltmatrix gemäß den Prinzipien der vorliegenden
Erfindung eine Koordinate (Zeile, Spalte) eindeutig gegenüber einer
Koordinate (Spalte, Zeile).
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Beispielsweise
beschreiben in einer herkömmlichen
Schaltmatrix eine Koordinate (Zeile = 2, Spalte = 3) und eine Koordinate
(Spalte = 3, Zeile = 2) dasselbe Schaltelement, nämlich K6,
also dasjenige, das an der Kreuzung des zweiten Zeilenleiters und
des dritten Spaltenleiters vorliegt. In einer Schaltmatrix gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung beschreiben eine Koordinate (Zeile =
2, Spalte = 3) und eine Koordinate (Spalte = 3, Zeile = 2) zwei
unterschiedliche Schaltelemente, nämlich K6 bzw. KF.
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Durch
Alternieren eines Vorwärtsscans
und eines Rückwärtsscans
in einem Scanzyklus, wie in 1A gezeigt,
können
alle achtzehn Schaltelemente auf ihre Schließung überwacht werden.
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2 zeigt
eine andere beispielhafte Schaltmatrix, die integrierte Dauerverbindungsschalter
aufweist, gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung.
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Insbesondere
zeigt 2 eine Schaltmatrix 20, die mit der Schaltmatrix
nach 2 in jeder Beziehung identisch ist, aber in drei
Koordinaten der Spalte 1 Dauerverbindungsschalter SWA–SWC statt
der Drucktaster KA, KD und KG aufweist.
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Trotz
der Einbeziehung der Schalter SWA–SWC arbeitet die Schaltmatrix 20 im
Wesentlichen wie die Schaltmatrix 10 der 1.
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Beispielsweise
würden
während
eines Vorwärtsscans
die Schalter SWA–SWC
keine Wirkung auf die Schaltmatrix haben, da wie bei der Schaltmatrix 10 die
Dioden 12 rückwärts vorgespannt
wären und
die Schalter von den Zeilen- und Spaltenleitern isoliert wären.
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Während eines
Rückwärtsscans
kann, weil zu einem Zeitpunkt nur ein Spaltentreiber 37' aktiviert ist und
zu einem Zeitpunkt nur ein Zeilenempfänger gelesen wird, jeder der
Schalter SWA–SWC
eindeutig überwacht
werden, um ihre Schließung
zu erkennen.
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Wenn
beispielsweise Spalte 1 NIEDRIG angesteuert wird und der Empfänger von
Zeile 1 NIEDRIG gelesen wird, dann muss der Schalter SWA ungeachtet
des Status anderer Schalter SWB und SWC geschlossen sein. Somit
kann Schließung
jedweder Schalter SWA–SWC
eindeutig detektiert werden.
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Somit
wird man verstehen, dass Schaltelemente des Dauerverbindungstyps
neben Schaltelementen des vorübergehenden
Verbindungstyps in dieselbe Schaltmatrix integriert werden können, die
mit demselben Scanalgorithmus gescannt werden, ohne das ein dedizierten
Scan- oder Detektionsmechanismus für die Schaltelemente des Dauerverbindungs-
oder des vorübergehenden
Verbindungstyp erforderlich ist.
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3 zeigt
ein Flussdiagramm eines Scanalgorithmus, der mit den Ausführungsbeispielen
der Schaltmatrizen gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung, wie in 1 und 2 gezeigt,
verwendbar ist.
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Insbesondere
wird während
der Vorwärtsscanschritte 301 – 309 jeder
der Zeilenleiter 31 NIEDRIG angesteuert (also nahe null
gehalten) und die Spaltenleiter 32 werden Spaltenleiter
für Spaltenleiter überwacht, um
gegebenenfalls die Schließung
von Schaltelementen K1–K9
zu detektieren, wie weiter vorn beschrieben. Insbesondere sind in
Schritt 301 die erste Zeile und die erste Spalte beispielsweise
als Startpunkt des Vorwärtsscans
gewählt.
Für den
Durchschnittsfachmann sollte offensichtlich und verständlich sein,
dass der Startpunkt nicht die Koordinate (1, 1) sein muss, sondern
jedwede andere Koordinate sein kann. Wie in Schritt 304 – 307 gezeigt,
wird jede der Spalten 1 bis n (z.B. 1 bis 3 in 3 × 3-Schaltmatrizen,
wie in den Beispielen der 1 und 2 gezeigt) überwacht
(in Schritt 305), während
jede Zeile i NIEDRIG angesteuert wird (Schritt 303). In
Schritt 306 erfolgt eine Bestimmung, ob alle Spalten überwacht
(oder gelesen) worden sind oder nicht, indem die aktuelle Spalte
j mit der Maximalzahl der Spalten n verglichen wird, (z.B. 3 in
den Beispielen der 1 und 2). In Schritt 308 erfolgt
eine Bestimmung, ob alle Zeilen NIEDRIG angesteuert worden sind oder
nicht, indem die aktuelle Zeile i mit der Maximalzahl der Zeilen
n verglichen wird, (z.B. 3 in den Beispielen der 1 und 2).
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Während Rückwärtsscanschritten 310 – 318 wird
jeder der Spaltenleiter 32 NIEDRIG angesteuert (also nahe
null gehalten), und die Zeilenleiter 31 werden Zeilenleiter
für Zeilenleiter überwacht,
um gegebenenfalls die Schließung
von Schaltelementen KA–KI
zu detektieren, wie weiter vorn beschrieben. Insbesondere sind in
Schritt 310 die erste Zeile und die erste Spalte beispielsweise
als Startpunkt des Rückwärtsscans
gewählt.
Für den
Durchschnittsfachmann sollte offensichtlich und verständlich sein,
dass der Startpunkt nicht die Koordinate (1, 1) sein muss, sondern
jedwede andere Koordinate sein kann. Wie in Schritt 312 – 316 gezeigt, wird
jede der Zeilen 1 bis n (z.B. 1 bis 3 in 3 × 3-Schaltmatrizen, wie in
den Beispielen der 1 und 2 gezeigt) überwacht
(in Schritt 305), während
jede Spalte i NIEDRIG angesteuert wird (Schritt 312). In
Schritt 315 erfolgt eine Bestimmung, ob alle Zeilen überwacht
(oder gelesen) worden sind oder nicht, indem die aktuelle Zeile
j mit der Maximalzahl der Spalten n verglichen wird, (z.B. 3 in
den Beispielen der 1 und 2). In Schritt 308 erfolgt
eine Bestimmung, ob alle Spalten NIEDRIG angesteuert worden sind
oder nicht, indem die aktuelle Spalte i mit der Maximalzahl der
Spalten n verglichen wird, (z.B. 3 in den Beispielen der 1 und 2).
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Wie
man verstehen wird, kann die bidirektional scannende Schaltmatrix
gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung einfach durch eine Modifikation am Scanalgorithmus
realisiert werden, wie in 3 gezeigt.
Eine weitere Modifikation des Scanalgorithmus für die in 2 gezeigte
Ausführungsform
kann dadurch minimiert werden, dass sichergestellt wird, dass jedwede
individuelle Spalte Schaltelemente desselben Typs enthält, also
entweder Drucktaster oder Schalter.
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4 zeigt
eine andere Ausführungsform
der Schaltmatrix gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung mit einem hardwareimplementierten Scanalgorithmus.
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Insbesondere
zeigt 4 eine Schaltmatrix 40, die drei Zeilen
und drei Spalten aufweist, also eine 3 × 3- Matrix.
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Jeder
Zeilenleiter 31 ist mit einem Ausgang eines Treibers 37 verbunden.
Ein Treiber 37 kann z.B. ein Leitungstreiber oder ein Open-Collector-Verstärker usw.
sein. Jeder Spaltenleiter 32 ist mit einem Eingang eines
Empfängers 36 verbunden.
Ein Empfänger 36 kann
z.B. ein Leitungsempfänger
oder ein Detektorverstärker
sein. Der Empfänger 36 kann
Schmidt-getriggert sein, um die Richtung des Übergangs (also von hoch zu niedrig
oder von niedrig zu hoch) eines Signals am Eingang des Empfängers 36 zu
berücksichtigen.
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Jeder
Zeilenleiter 31 und jeder Spaltenleiter 32 wird über einen
Pull-up-Widerstand 38 auf einen Spannungspegel oberhalb
der Schaltschwelle des Empfänger 36 hochgezogen.
Typischerweise werden die Zeilen- und Spaltenleiter auf einen Spannungspegel
gleich der Versorgungsspannung der Elektronik in dem Gerät hochgezogen,
die üblicherweise
mit VCC oder VDD bezeichnet wird.
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Die
Pull-up-Widerstände 38 müssen groß verglichen
mit dem Eigenwiderstand in den Leitern 31 und 32 und
dem erwarteten Kontaktwiderstand des Tasters 35 und der
Kontakte 33 und 34 sein, um eine ordnungsgemäße Detektionsschwelle
zu erreichen, wenn Tasten gedrückt
sind. Die Pull-up-Widerstände 38 müssen auch
in dem Fall groß sein,
dass viele Tasten in der Matrix auf einmal gedrückt sind, wodurch die Pull-up-Widerstände 38 effektiv
parallel angeordnet werden.
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Im
Kontrast zu einer herkömmlichen
Schaltmatrix kann die Schaltmatrix der vorliegenden Erfindung durch
Anlegen einer Pegelspannung gescannt werden, z.B. einer Spannung
mit niedrigen Pegel und einer Spannung mit einem Pegel hoher Impedanz,
in den Leitern 31 und 32 darf kein AC-Rauschsignal
vorliegen. Somit sind, obgleich die Ausführungsformen der 4 und 5 optionale
EMI-Kondensatoren 39 zum Schutz gegen Schäden durch
elektrostatische Entladung (Electro-Static Discharge, ESD) zeigen,
die Kondensatoren 39 für
einen ordnungsgemäßen Betrieb
der in 4 und 5 gezeigten Schaltmatrizen nicht
notwendig. Somit stellt die vorliegende Erfindung Schaltmatrizen
bereit, die ohne Notwendigkeit von AC-Koppelkondensatoren ordnungsgemäß gescannt
werden können.
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Die
Zeilenleiter 31 und die Spaltenleiter 32 sind
angeordnet und arbeiten ähnlich
jenen der herkömmlichen
Schaltmatrix, die in 6 gezeigt ist, wie weiter vorn
beschrieben.
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Darüber hinaus
weist die in 4 gezeigte Schaltmatrix zwei
Drucktaster und eine Sperrdiode 12 an jeder Koordinate
auf. Somit weist die 3 × 3-Schaltmatrix
aus 1 18 Drucktaster KA–KI und K1–K9 auf, also das Doppelte
des Produkts der Anzahlen der Zeilen und Spalten.
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Obgleich
die Sperrdiode 12 in diesem Beispiel als zwischen Schaltelementen
KA–KI
und dem jeweiligen Zeilenleiter 31 angeschlossen gezeigt
ist, sollte es für
den Durchschnittsfachmann leicht offensichtlich sein, dass die Diode
an anderen Stellen platziert sein kann, z.B. zwischen den Schaltelementen
KA–KI
und den jeweiligen Spaltenleitern 32 oder zwischen Schaltelementen
K1–K9
und entweder den Zeilenleitern 31 oder den Spaltenleitern 32,
solang sie vorwärts
vorgespannt wird, wenn eine jeweilige Zeile NIEDRIG angesteuert
wird oder wenn eine jeweilige Spalte NIEDRIG angesteuert wird, aber
nicht beide Male.
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4 zeigt
ferner Empfänger 36 auf
sowohl den Zeilenleitern 31 als auch den Spaltenleitern 32,
um das Überwachen
von Spannungspegeln sowohl der Zeilenleiter 31 als auch
der Spaltenleiter 32 zu erlauben.
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Außerdem beinhaltet
die Schaltmatrix der 4 Ausgänge der Treiber 37,
die sowohl mit den Zeilenleitern 31 als auch den Spaltenleitern 32 verbunden
sind, um das Ansteuern sowohl der Zeilenleiter 31 als auch der
Spaltenleiter 32 zu erlauben.
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Somit
sind sowohl die Zeilenleiter 31 als auch die Spaltenleiter 32 der
Schaltmatrix gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung bidirektional und können zu einem beliebigen Zeitpunkt
entweder ein Eingang oder ein Ausgang sein.
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Die
Treiber 37 weisen jeweils einen Tri-State-Ausgang auf und
beinhalten einen (als kleinen Kreis gezeigten) Aktivierungseingang,
durch den der Treiber 37 aktiviert werden kann, um einen
vorbestimmten Spannungspegel auszugeben, oder deaktiviert werden
kann, um ein Signal hoher Impedanz auszugeben, was betrachtet werden
kann, als würde
der Ausgang vom Zeilen- oder Spaltenleiter getrennt. Das heißt, dass,
wenn ein Treiber 37 deaktiviert ist, er für den jeweiligen
Zeilen- oder Spaltenleiter als abgetrennt (oder geöffnet) erscheint.
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Jedes
der Auswahlsignale ASW (0), ASW (1) und ASW (2) wird beispielsweise
unter der Steuerung eines Scanalgorithmus zum Scannen der Schaltmatrix
der 1 auf ein Vorliegen einer Schließung eines Schaltelements
KA–KI
und K1–K9
erzeugt und wählt
aus, welcher Treiber 37 zu aktivieren ist.
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Das
Vorwärts-
oder Rückwärtssignal
/RCK
wird zusammen mit den Auswahlsignalen verwendet, um auszuwählen, welcher
Treiber
37 zu aktivieren ist, und liefert auch ein NIEDRIGES
Signal zum Eingang von Treibern
37. Die ODER-Gatter
13 stellen
sicher, dass die Zeilentreiber
37 nur aktiviert werden,
wenn sowohl
/RCK-Signal
als auch das jeweilige Auswahlsignal niedrig sind, und das die Spaltentreiber
37 nur aktiviert
werden, wenn das invertierte des
/RCK-Signals und das jeweilige
Auswahlsignal beide niedrig sind. Der Inverter
11 invertiert
das
/RCK-Signal,
um sicherzustellen, dass die Zeilen oder die Spalten nicht beide gleichzeitig
aktiviert sind. Die Wahrheitstafel für das
/RCK-Signal
und die Auswahlsignale bezüglich
der Auswahl eines zu aktivierenden Treibers ist in nachstehender
Tabelle 1 gezeigt.
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Die
Scanalgorithmuszyklen durch die obige Sequenz von Signalen von
/RCK,
ASW (0), ASW (1) und ASW (2) wie in Tabelle 1 oben gezeigt.
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Die
Sperrdiode 12 ist rückwärts vorgespannt,
wenn der jeweilige Zeilenleiter NIEDRIG angesteuert wird und das
zugehörige
Schaltelement, z.B. der zugehörige
Drucktaster KA–KI,
verbunden ist. Somit bleiben, sogar wenn das jeweilige Schaltelement
KA–KI
verbunden ist, der zugehörige
Zeilenleiter 31 und die Spaltenleiter 32 voneinander
getrennt.
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Wenn
jedoch eine jeweilige Spalte NIEDRIG angesteuert wird und das zugehörige Schaltelement KA–KI verbunden
ist, ist die Diode 12 vorwärts vorgespannt, und samt sind
der zugehörige
Zeilenleiter 31 und der Spaltenleiter 32 verbunden.
Wenn Spalten angesteuert werden, wird die Spannung, mit der der
Spaltenleiter 32 angesteuert wird (abzüglich des Vorwärtsvorspannungs-Spannungsabfalls über der
Diode, der typischerweise in der Größenordnung eines halben Volts
liegt), auf den Zeilenleiter 31 gelegt, wenn das zugehörige Schaltelement
KA–KI
verbunden ist. Somit kann durch Überwachen
des Spannungspegels des jeweiligen Zeilenleiters eine Schließung eines
Schaltelements KA-KI
detektiert werden.
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Somit
wird man verstehen, dass eine Schließung eines Schaltelements K1–K9 detektiert
werden kann, indem jede Zeile Zeile für Zeile angesteuert und jede
der Spalten überwacht
wird. Weil die Sperrdiode 12 rückwärts vorgespannt ist, wenn ein
Zeilenleiter 31 NIEDRIG angesteuert wird, würde irgendeine
Schließung
von Schaltelementen KA–K9
keinerlei Wirkung auf die überwachten
Spannungen irgendeines der Spaltenleiter 32 haben. Somit
kann während
dieses Vorwärtsscannens
(Bezeichnung nur zur Erleichterung, Scannen, bei dem nur die Zeilen
angesteuert werden, wird nachfolgend als ein Vorwärtsscan
bezeichnet, und Scannen, bei dem nur die Spalten angesteuert werden,
wird nachfolgend als ein Rückwärtsscan
bezeichnet) Schließung
irgendeines der Schaltelemente K1–K9 detektiert werden.
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Während eines
Rückwärtsscans,
wenn ein Spaltenleiter NIEDRIG angesteuert wird, wird die zugehörige Diode 12 vorwärts vorgespannt,
wenn das zugehörige
Schaltelement KA–KI
verbunden ist, und somit kann jedwede Schließung von Schaltelementen KA–KI wie
weiter vorn beschrieben erfolgen.
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Somit
können
während
eines Vorwärtsscans
Koordinaten als (Zeile, Spalte) ausgedrückt werden, wie dies bei einer
herkömmlichen
Schaltmatrix der Fall war. Jedoch kann während eines Rückwärtsscannens
eine Koordinate (Spalte, Zeile) bereitgestellt werden. Anders als
in einer herkömmlichen
Schaltmatrix ist in einer Schaltmatrix gemäß den Prinzipien der vorliegenden
Erfindung eine Koordinate (Zeile, Spalte) eindeutig gegenüber einer
Koordinate (Spalte, Zeile).
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Beispielsweise
beschreiben in einer herkömmlichen
Schaltmatrix eine Koordinate (Zeile = 2, Spalte = 3) und eine Koordinate
(Spalte = 3, Zeile = 2) dasselbe Schaltelement, nämlich K6,
also dasjenige, das an der Kreuzung des zweiten Zeilenleiters und
des dritten Spaltenleiters vorliegt. In einer Schaltmatrix gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung beschreiben eine Koordinate (Zeile =
2, Spalte = 3) und eine Koordinate (Spalte = 3, Zeile = 2) zwei
unterschiedliche Schaltelemente, nämlich K6 bzw. KF.
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Durch
Alternieren eines Vorwärtsscans
und eines Rückwärtsscans
in einem Scanzyklus, wie in 4A gezeigt,
können
alle achtzehn Schaltelemente auf ihre Schließung überwacht werden.
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Wie
in 4A gezeigt, kann ein vollständiger Scanzyklus Zeiträume t1–t18 beinhalten,
von denen jeder zu einer Ablesung eines bestimmten Zeilen- oder
Spaltenleiters 31 und 32 durch einen zugehörigen Empfänger 36 gehört, während ein
bestimmter Zeilen- oder
Spaltenleiter 31 und 32 NIEDRIG angesteuert wird.
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Beispielsweise
ist während
der Zeiträume
t1–t9
/RCK
niedrig, und das Signal vom Inverter
11 ist HOCH, somit
sind alle Spaltentreiber
37 deaktiviert und erscheinen
Spaltenleitern
32 so, als wären sie gänzlich abwesend. Somit wird
während
der Zeiträume
t1–t9
ein Vorwärtsscan
durchgeführt,
d.h., Zeilen werden angesteuert und Spalten werden überwacht.
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Während der
Zeiträume
t1–t3
wird Zeile 1 (durch Halten des Auswahlsignals auf 011, um nur den
Treiber 37 von Zeile 1 zu aktivieren) NIEDRIG angesteuert,
und jede Spalte wird vom jeweiligen Empfänger 36 gelesen, z.B. wird
Spalte 1 während
des Zeitraums t1 gelesen, Spalte 2 während des Zeitraums t2 gelesen usw.
Auf diese Weise wird der Status aller neun Schaltelemente K1–K9 während des
Vorwärtsscanzeitraums, also
t1– t9,
geprüft.
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Unmittelbar
auf den Vorwärtsscan
folgend, d.h. während
der Zeiträume
t10–t18,
würde der
Scanalgorithmus ein HOHES
/RCK-Signal
erzeugen, das alle Zeilentreiber
37 deaktiviert, um Signale
hoher Impedanz auszugeben. Die Spaltentreiber
37 werden
Spalte für
Spalte NIEDRIG angesteuert, und jeder der Zeilenempfänger
36 wird
wie gezeigt gelesen. Wegen des NIEDRIGEN Signals an den Kathoden
der Dioden
12 ist die Diode
12 vorwärts vorgespannt,
wenn das zugehörige
Schaltelement, also der zugehörige
der Drucktaster KA–KI,
geschlossen ist. Somit liest, wenn eines der Schaltelemente KA–KI geschlossen
ist, der zugehörige Zeilenempfänger
36 die
NIEDRIGE Spannung (mit addiertem Vorwärtsspannungsabfall der Diode),
wenn die zugehörige
Spalte NIEDRIG angesteuert ist.
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Somit
werden Schaltelemente KA–KI
während
des Rückwärtsscanzeitraums
t10–t18 überwacht,
und alle Schaltelemente K1–K9
und KA–KI
werden während
eines vollständigen
Scanzyklus t1–t18 überwacht.
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5 zeigt
eine andere beispielhafte Hardware-Ausführungsform
der Schaltmatrix, die integrierte Dauerverbindungsschalter aufweist,
gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung.
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Insbesondere
zeigt 5 eine Schaltmatrix 50, die mit der Schaltmatrix
nach 4 in jeder Beziehung identisch ist, aber in drei
Koordinaten der Spalte 1 Dauerverbindungsschalter SWA–SWC statt
der Drucktaster KA, KD und KG aufweist.
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Trotz
der Einbeziehung der Schalter SWA–SWC arbeitet die Schaltmatrix 50 im
Wesentlichen wie die Schaltmatrix 40 der 4.
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Beispielsweise
würden
während
eines Vorwärtsscans
die Schalter SWA – SWC
keine Wirkung auf die Schaltmatrix haben, da wie bei der Schaltmatrix 50 die
Dioden 12 rückwärts vorgespannt
wären und
die Schalter von den Zeilen- und Spaltenleitern isoliert wären.
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Während eines
Rückwärtsscans
kann, weil zu einem Zeitpunkt nur ein Spaltentreiber 37 aktiviert
ist und zu einem Zeitpunkt nur ein Zeilenempfänger gelesen wird, jeder der
Schalter SWA–SWC
eindeutig überwacht
werden, um ihre Schließung
zu erkennen.
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Wenn
beispielsweise Spalte 1 niedrig angesteuert wird und der Empfänger von
Zeile 1 NIEDRIG gelesen wird, dann muss der Schalter SWA ungeachtet
des Status anderer Schalter SWB und SWC geschlossen sein. Somit
kann Schließung
jedweder Schalter SWA–SWC
eindeutig detektiert werden.
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Somit
wird man verstehen, dass Schaltelemente des Dauerverbindungstyps
neben Schaltelementen des vorübergehenden
Verbindungstyps in dieselbe Schaltmatrix integriert werden können, die
mit demselben Scanalgorithmus gescannt werden, ohne das ein dedizierter
Scan- oder Detektionsmechanismus für die Schaltelemente des Dauerverbindungs-
oder des vorübergehenden
Verbindungstyp erforderlich ist.
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Während die
Schaltmatrix und das Verfahren gemäß den Prinzipien der vorliegenden
Erfindung insbesondere unter Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform
beschrieben worden ist, die eine beispielhafte Schaltungsimplementierung
verwendet, kann die vorliegende Erfindung mit jedweder derartigen
Variation der Schaltungen implementiert werden, die in der Lage
ist, bidirektionales Scannen der Schaltmatrix zu erlauben, während das
alternierende Ansteuern und Lesen von Spalten und Zeilen sichergestellt
ist, also sichergestellt ist, dass nicht Zeilen und Spalten beide
gleichzeitig angesteuert werden.
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Während außerdem die
Schaltmatrix gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines Ausführungsbeispiels
beschrieben ist, das drei integrierte Dauerverbindungsschaltelemente
zeigt, kann die vorliegende Erfindung mit einer beliebigen Zahl
derartiger Dauerverbindungsschaltelemente an beliebiger Position
innerhalb der Schaltmatrix implementiert werden, entweder in der
Vorwärtsscangruppe
oder Rückwärtsscangruppe,
oder indem Speicherzugriff durch einen Prozessor überwacht
wird, und in der Lage, system- bzw. benutzerdefinierbare Informationen
in einem schnellen Speicher zu überlagern.
