DE69920448T2

DE69920448T2 - Unterscheidung zwischen eingangsbereichen in einer passiven tastatur

Info

Publication number: DE69920448T2
Application number: DE69920448T
Authority: DE
Inventors: J. Richard Kerr; D. Daniel CLAXTON
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1998-05-22
Filing date: 1999-05-21
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2019-05-22
Also published as: HK1035269A1; JP2002517119A; WO1999062180A1; BR9910615A; AU764219B2; CN1152472C; TW480830B; CN1302478A; AU4096099A; CA2333003C; ES2229710T3; EP1086532A1; JP2010081601A; KR20010043761A; EP1086532B1; KR100633209B1; DE69920448D1; CA2333003A1

Description

Hintergrund der Erfindung
I. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft passive Tastaturen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein neues und verbessertes Verfahren und eine Schaltung zum Unterscheiden zwischen verschiedenen Eingabebereichen in einer passiven Tastatur.
II. Beschreibung des verwandten Standes der Technik
Tastaturen mit passiven Netzwerken sind im Stand der Technik zur Verwendung als Eingabevorrichtungen für Benutzer bekannt. Ein Beispiel einer derartigen Tastatur mit einem passiven Netzwerk ist eine Zweitor(Widerstands)reihenschaltung (resistive ladder network). Wie im Stand der Technik bekannt, weist eine Zweitorreihenschaltung eine Vielzahl von in Reihe geschalteten Widerständen auf, wobei jeder Widerstand selektiv mit einer Stromversorgung über einen jeweiligen Schalter verbunden ist: Eine beispielhafte Konfiguration einer Zweitorreihenschaltung 100 wird in 1 gezeigt. Die Stromversorgung 102 umfasst typischerweise eine Spannungs- oder Stromquelle und einen Pull-up-Widerstand. Die Widerstände R1 – Rn sind in Reihe geschaltet. Die Schalter S1 – Sn sind verbunden, um alle Widerstände zu umgehen oder mit einem Nebenschluss vorzusehen (shunt), die in der Reihe „höher" sind (d.h. näher an der Stromversorgung 102 in der in Reihe geschalteten Konfiguration), während sie die Stromversorgung 102 über alle verbleibenden Widerstände verbinden, die in der Reihe „niedriger" sind (d.h. weiter entfernt von der Stromversorgung 102 in der in Reihe geschalteten Konfiguration). Wenn einer der Schalter S1 – Sn geschlossen wird, erscheint eine entsprechende Spannung V_out zwischen den Ausgangsanschlüssen der Zweitorreihenschaltung 100. Die Größe der Ausgangsspannung V_out hängt davon ab, welcher Schalter S1 – Sn geschlossen wurde.
Wenn zum Beispiel der Schalter S3 geschlossen wird, fließt Strom von der Stromversorgung 102 durch S3 und umgeht die Widerstände R1 und R2. Der Strom fließt durch die Widerstände R3 bis Rn. Somit ist gemäß dem Ohmschen Gesetz die Ausgangsspannung V_out für die Schließung eines Schalters Sx gleich:
wobei i gleich dem von der Stromversorgung 102 erzeugten Strom ist, n die gesamte Anzahl der Schalter in der Zweitorreihenschaltung ist und Rj der j-te Widerstand in der Zweitorreihenschaltung ist.
Da es einfach ist, die erwartete Ausgangsspannung für jede Schalterschließung zu berechnen und dadurch festzustellen, welcher Schalter gedrückt wurde, sind Zweitorreihenschaltungen geeignete Wege, eine Tastatur mit einem passiven Netzwerk zu codieren. Und da Tastaturen mit einem passiven Netzwerk keine aktiven Komponenten benötigen, um zu funktionieren, sind sie zur Verwendung in tragbaren elektronischen Vorrichtungen wünschenswert, da sie in ihrem statischen Zustand keinen Strom verbrauchen. Somit sind Tastaturen mit einem passiven Netzwerk insbesondere zur Verwendung als Eingabevorrichtungen in drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen geeignet, wie zellulären Telefonen oder drahtlosen PCS-Band-Telefonen.
Ein Nachteil der Verwendung einer Tastatur mit einem passiven Netzwerk in einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung liegt darin, dass sie nur einen analogen Spannungspegel als Ausgabe erzeugt. Somit muss der analoge Spannungspegel decodiert werden, um festzustellen, welche Taste gedrückt wurde. Ein Decodieren, welche Taste gedrückt wurde, erfordert den Betrieb eines Prozessors, der Strom verbraucht und somit die Batterie in der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung entleert. Darüber hinaus erfordert ein Decodieren, welche Taste gedrückt wurde, auch Prozessorzeit, wodurch Zeit von anderen Funktionen genommen wird, die der Prozessor möglicherweise zu dem Zeitpunkt durchführt, wenn die Taste gedrückt wird. Wenn das Drücken der Taste versehentlich oder überflüssig war, wird der Strom und die Zeit, die von dem Prozessor zum Decodieren, welche Taste gedrückt wurde, aufgewendet wurde, verschwendet.
Ein zusätzlicher Nachteil einer typischen Tastatur mit einem passiven Netzwerk in einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung liegt darin, dass der Prozessor typischerweise einen Analog-Digital-Wandler (ADC – analog to digital converter) an dem Ausgang der Tastatur in einem vordefinierten Intervall zyklisch abfragen (poll) muss, um Tastendrucke zu erfassen. Außer, dass der Prozessor den ADC der Tastatur zyklisch abfragt, wenn keine Tasten gedrückt wurden, verbraucht dies auch unnötig Prozessorzeit und Strom.
Es ist ein Verfahren und eine Schaltung zum Unterscheiden zwischen Eingabebereichen in einer Tastatur mit einem passiven Netzwerk erforderlich, welche die geeignete Verarbeitung von sinnvollen Tastendrucken ermöglichen, während versehentliche oder überflüssige Tastendrucke ignoriert werden, und wobei übermäßiges zyklisches Abfragen der Tastatur vermieden wird, wodurch Strom und Prozessorzeit eingespart werden.
Das deutsche Patent Nr. DE 43 28 663 „Grundig EMV" offenbart eine Abfragevorrichtung, die zum Betrieb von in Gruppen angeordneten Steuerschaltern verwendet wird, wobei ein Widerstandsnetz ein charakteristisches Spannungsabfallssignal bei Betrieb einer der Betriebssteuerungen liefert, das über einen Konverter an eine Evaluierungssteuerungsvorrichtung geliefert wird.
Das U.S. Patent Nr. US 5,343,200 „Canon Kabushiki Kaisha" offenbart einen analogen oder digitalen Konverter, in dem eine automatische Verstärkungsregelungsschaltung (automatic gain control circuit) auf einer einfachen Verarbeitung basiert, die ohne Verwendung eines aus komplizierten analogen Schaltungen bestehenden Verstärkers durchgeführt werden kann, in dem eine Signalverarbeitung unter Verwendung eines kostengünstigen Prozessors durchgeführt wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung, wie sie in den angehängten Ansprüchen dargelegt wird, ist ein neues und verbessertes Verfahren und eine Schaltung zur Verarbeitung von Schalterschließungen in einem passiven Netzwerk mit Schaltern. Das passive Netzwerk erzeugt eine Ausgangsspannung ansprechend auf eine Schalterschließung. Die Schaltung weist eine an das passive Netzwerk gekoppelte Vergleichsschaltung zum Vergleichen der Ausgangsspannung mit einer Referenzspannung auf. Ein an die Vergleichsschaltung gekoppelter Decodieren decodiert die Schalterschließung, wenn sich die Ausgangsspannung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs befindet, und decodiert die Schalterschließung nicht, wenn sich die Ausgangsspannung nicht innerhalb des vorbestimmten Bereichs befindet.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Vergleichsschaltung zumindest einen Vergleichen auf, wobei jeder Vergleicher einen an das passive Netzwerk gekoppelten ersten Eingang hat. Ein jeweiliger Referenzspannungsgenerator ist an einen zweiten Eingang eines jeweiligen der Vergleicher gekoppelt. Jeder der Referenzspannungsgeneratoren erzeugt eine jeweilige Referenzspannung, die den vorbestimmten Bereich definiert.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Vergleichsschaltung ferner eine an jede der Vergleicherausgänge gekoppelte Bereichsbestimmungslogikschaltung auf. Die Bereichsbestimmungslogik unterscheidet zwischen verschiedenen Bereichen der von dem passiven Netzwerk erzeugten Ausgangsspannung.
Ebenfalls in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Vergleichsschaltung einen ersten Vergleicher auf zum Erzeugen eines Vergleichssignals nur dann, wenn eine erste vorbestimmte Teilgruppe der Schalter geschlossen ist; und einen zweiten Vergleichen zum Erzeugen eines Vergleichssignals nur dann, wenn eine zweite vorbestimmte Teilgruppe der Schalter geschlossen ist. In diesem Ausführungsbeispiel erzeugt die Vergleichsschaltung ein Unterbrechungssignal (Interrupt) für den Decodierer nur dann, wenn die Ausgangsspannung sich innerhalb des vorbestimmten Bereichs befindet, der einer vorbestimmten Teilgruppe von Schaltern entspricht. Gemäß der Erfindung ist ein Schalter vorgesehen, der einer Anschalttaste (power-on key) entspricht. Die Vergleichsschaltung erzeugt ein Unterbrechungssignal für den Decodieren nur dann, wenn der Schalter geschlossen ist.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Schaltung ferner eine an den Decodieren gekoppelte Steuerung auf, um eine Eingangsspannung des passiven Netzwerks ansprechend auf die Decodierung der Schalterschließung durch den Decodieren zu verändern. Durch Verändern der Eingangsspannung des passiven Netzwerks wird ebenso der Bereich der Ausgangsspannung verändert. Als ein Ergebnis wird die Teilgruppe von Schaltern, die eine Unterbrechung erzeugt, für eine bestimmte Vergleichsreferenzspannung verändert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Merkmale, Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der im Folgenden dargelegten detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen offensichtlicher, in denen gleiche Bezugszeichen durchweg entsprechendes identifizieren und in denen:
1 ein Schaltbild einer Zweitorreihenschaltung (resistive ladder network) ist;
2 ein funktionelles Blockdiagramm der Schaltung der vorliegenden Erfindung ist;
3 ein Schaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Referenzspannungsgenerators und des Vergleichens von 2 ist; und
4 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ist.
Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
Die vorliegende Erfindung ist auf jede tragbare oder feste elektronische Vorrichtung anwendbar, die ein passives Netzwerk zum Codieren einer Eingabe eines Benutzers verwendet, wie eine Tastatur. Somit ist die vorliegende Erfindung insbesondere anwendbar auf tragbare elektronische Vorrichtungen, wie Vorrichtungen zur drahtlosen Kommunikation, in denen es wünschenswert ist, Batterieleistung und Prozessorrechenzeit zu sparen. Wie hier definiert, bedeutet „Tastendruck" jede Aktivierung der Benutzereingabe, zum Beispiel das Drücken eines mechanischen Tastenschalters auf einer standardmäßigen Telefontastatur.
In 2 wird ein funktionelles Blockdiagramm der Schaltung der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Zweitorreihenschaltung bzw. Widerstandsleiternetzwerk 100 und die Stromversorgung 102 sind identisch zu den unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen. Somit ist die Größe der Spannung V_out abhängig davon, welcher Schalter S1 – Sn geschlossen wurde.
Ein Analog-Digital-Wandler (A/D) 204 wandelt die analoge Spannung V_out in ein digitales Tastendrucksignal, das darstellt, welcher Schalter S1 – Sn geschlossen wurde, zum Beispiel indem der Benutzer einen zugehörigen Tastenschalter auf einer Tastatur (nicht gezeigt) drückt. Wie im Stand der Technik bekannt, tastet der Analog-Digital-Wandler 204 die Spannung V_out mit einer vorbestimmten Rate ab, um das digitale Tastendrucksignal zu erzeugen. Der Analog-Digital-Wandler 204 kann jeder handelsübliche Analog-Digital-Wandler mit jeder geeigneten Bitbreite sein, wie er im Stand der Technik bekannt ist. Zum Beispiel kann der Analog-Digital-Wandler ein 5 Bit breites digitales Tastendrucksignal erzeugen, dadurch kann er zwischen 25 verschiedenen Pegel von V_out unterscheiden. Eine derartige Konfiguration könnte 32 verschiedene Schalter S1 – S32 unterstützen.
Der Analog-Digital-Wandler 204 übermittelt das digitale Tastendrucksignal an den Decodierer 212 zur Feststellung, welcher Schalter geschlossen wurde. Der Decodieren 212 stellt aus dem von dem Analog-Digital-Wandler 204 erzeugten digitalen Tastendrucksignal fest, welcher Schalter S1 – Sn geschlossen wurde. Zum Beispiel kann der Decodieren 212 das digitale Tastendrucksignal mit einer Korrespondenztabelle von gespeicherten Werten vergleichen. Jeder Wert in der Korrespondenztabelle kann einem bestimmten Tastendruck entsprechen. Alternativ kann der Decodieren 212 eine mathematische Operation auf dem digitalen Tastendrucksignal durchführen, um festzustellen, welcher Schalter S1 – Sn geschlossen wurde. Der Decodieren 212 kann jeden Universal-Mikroprozessor und jeden zugehörigen Speicher aufweisen, die zur Durchführung des hier beschriebenen Decodiervorgangs programmiert sind.
Wie oben im Hintergrund der Erfindung diskutiert wurde, erfordert eine Decodierung, welche Taste gedrückt wurde, den Betrieb eines Decodierers 212, der Strom verbraucht, wodurch die Batterie in der Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation entleert wird. Darüber hinaus erfordert ein Decodieren, welche Taste gedrückt wurde, auch Prozessorzeit, wodurch Zeit von anderen Funktionen genommen wird, die der Prozessor, zu dem der Decodieren 212 gehören kann, möglicherweise zu dem Zeitpunkt durchführt, wenn die Taste gedrückt wird. Wenn das Drücken der Taste versehentlich oder überflüssig war, wird der Strom und die Zeit, die von dem Prozessor zum Decodieren, welche Taste gedrückt wurde, aufgewendet wurde, verschwendet.
Dies trifft insbesondere zu, wenn die drahtlose Kommunikationsvorrichtung, weiche die Zweitorreihenschaltung 100 verwendet, in einem „Schlaf"-Modus arbeitet, wodurch sie die meisten ihrer Hardware-Komponenten, einschließlich den Decodieren 212 und den Analog-Digital-Wandler 204, herunterfährt, wenn sie nicht gebraucht werden. Die Verwendung dieses Schlafmodus spart Batterieleistung, was zu längeren Betriebs- und Bereitschafts-Zeiten führt.
Um verbrauchende Verarbeitungszyklen des Decodierers 212 oder ein Aktivieren des Decodierers 212, wenn er abgeschaltet ist, zu vermeiden, verwendet die vorliegende Erfindung eine Vergleichsschaltung 206, um Unterbrechungen für den Decodierer 212 zu sperren oder ihn abzuschirmen.
Ein beispielhaftes erstes Ausführungsbeispiel der Vergleichsschaltung 206 wird in 2 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Vergleichsschaltung 206 vorzugsweise zumindest einen Vergleichen 208A – 208N und einen entsprechenden zumindest einen Referenzspannungsgenerator 212A – 212N auf. Ein Eingang des zumindest einen Vergleichens 208A – 208N ist gekoppelt mit dem V_out-Anschluss der Zweitorreihenschaltung 100. Ein zweiter Eingang des zumindest einen Vergleichens 208A – 208N ist gekoppelt mit dem Ausgang des entsprechenden zumindest einen Referenzspannungsgenerators 212A – 212N. in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel erzeugt jeder Referenzspannungsgenerator 212A – 212N einen unterschiedlichen Referenzspannungspegel für seinen entsprechenden Vergleicher 208A – 208N.
In Betrieb erfasst jeder Vergleichen 208A – 208N den Spannungspegel V_out und vergleicht ihn mit der von seinem entsprechenden Referenzspannungsgenerator 212A – 212N erzeugten Referenzspannung. Jeder Vergleichen 208A – 208N gibt dann ein Vergleichssignal aus, welches das Ergebnis des Vergleichs anzeigt. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, zum Beispiel wenn die Spannung V_out geringer als die Schwellen-Referenzspannung ist, gibt der Vergleicher 208A – 208N einen logischen Pegel „hoch" aus. Wenn andererseits die Spannung V_out größer als die Schwellen-Referenzspannung ist, gibt der Vergleicher 208A – 208N einen logischen Pegel „niedrig" aus. In anderen Worten, in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Vergleicher 208A – 208N als Vergleicher des „weniger als"-Typs konfiguriert. In al ternativen Ausführungsbeispielen können die Vergleichen 208A – 208N als Vergleichen des „größer als"-Typs konfiguriert sein.
Die Vergleichen 208A – 208N sind vorzugsweise jeder geeignete handelsübliche Operationsverstärker-Vergleichen, wie im Stand der Technik bekannt. Jedoch gibt es viele andere Mittel zum Vergleichen von zwei Signalen, die im Stand der Technik bekannt sind. Zum Beispiel können ein Transistor-Gate, eine Zener-Diode oder andere im Stand der Technik bekannte Vorrichtungen statt der Vergleichen 208A – 208N, und tatsächlich der gesamten Vergleichsschaltung 206, verwendet werden.
Die Referenzspannungsgeneratoren 212A – 212N sind vorzugsweise Widerstands-Spannungsteilerschaltungen und eine zugehörige Stromversorgung. Zum Beispiel kann die Stromversorgung 102 von den Widerstands-Spannungsteilern intern herab geteilt werden zu Referenzspannungsgeneratoren 212A – 212N, um die jeweiligen Schwellen-Referenzspannungen zu erzeugen. Eine beispielhafte Implementierung der Vergleicher 208A – 208N und der Referenzspannungsgeneratoren 212A – 212N wird in 3 dargestellt.
In 3 wird die Stromversorgung 102 von den Widerständen Ra und Rb herab geteilt, um die Schwellen-Referenzspannung für den Vergleichen 208A zu liefern. Genauso erzeugen die Widerstände Rc und Rd die Schwellen-Referenzspannung für den Vergleicher 208B. Die Wahl des Werts der Widerstände Ra – Rd ist abhängig von dem Schwellen-Spannungspegel, der von V_out erreicht werden soll, bevor die Vergleichen 208A und 208B ausgelöst werden.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel geht der Bereich für V_out von ungefähr 0.01 Volt bis 1.5 Volt. Anders ausgedrückt, die Werte der Widerstände R1 – Rn (2) werden derart ausgewählt, dass, wenn der Schalter Sn ( 2) geschlossen wird, der Spannungspegel von V_out ungefähr 0.01 Volt beträgt, und wenn der Schalter S1 geschlossen wird, der Spannungspegel von V_out ungefähr 1.5 Volt beträgt. Somit werden, wenn gewünscht wird, dass nur der Schalter Sn den Vergleichen 208N auslöst, die Werte von Rc und Rd derart gewählt, dass die Schwellen-Referenzspannung für den Vergleichen 208N größer als 0.01 Volt ist. Für die beispielhafte Stromversorgungsspannung von 3.3 Volt ist eine beispielhafte Wahl für Rc 1 Megaohm und Rd ist 30.9 Kiloohm. Darüber hinaus ist, wenn gewünscht wird, dass jeder Schalter S1 – Sn den Vergleicher 208A auslöst, für die beispielhafte Stromversorgungsspannung von 3.3 Volt eine beispielhafte Wahl für Ra 511 Kiloohm und Rb ist 453 Kiloohm.
Unter Bezugnahme wiederum auf 2 können die Ausgänge der Vergleicher 208A – 208N an eine optionale Bereichsbestimmungslogik 210 gekoppelt sein. Die Bereichsbestimmungslogik 210 funktioniert, um zu unterscheiden, welcher Bereich oder welche Teilgruppe von Schaltern S1 – Sn geschlossen wurde. Wenn zum Beispiel der Vergleichen 208A konfiguriert ist, für jeden Schalter S1 – Sn auszulösen, wie oben beschrieben, und der Vergleichen 208B konfiguriert ist, nur für den Schalter Sn auszulösen, wie oben beschrieben, kann eine einfache kombinatorische Logik (d.h., eine UND-Schaltung mit einem invertierten Eingang) bestimmen, ob einer der Schalter in dem Bereich S1 – Sn-1 geschlossen wurde (d.h. V_out < 1.5 Volt und nicht V_out < 0.1 Volt). Es ist für Fachleute offensichtlich, dass durch Konfigurieren der Schwellen-Spannungen, durch höher-als und niedriger-als Vergleichen und durch die Bereichsbestimmungslogik 210 in verschiedenen Kombinationen, es möglich ist, wie gewünscht zwischen jedem Bereich von Schalterschließungen S1 – Sn zu unterscheiden.
Die physikalische Implementierung der Vergleichsschaltung 206 grenzt die vorliegende Erfindung nicht ein. Die Anzahl der Vergleichen 208A – 208N, der Typ des verwendeten Vergleichs und die Bereichsbestimmungslogik 210 können auf vielen verschiedenen Wegen erreicht werden, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Zusammenfassend funktioniert die Vergleichsschaltung 206, um nur bei gewissen vorbestimmten Schalterschließungen oder Kombination von Schalterschließungen ein Unterbrechungssignal für den Decodierer 212 zu erzeugen. Wenn zum Beispiel die vorliegende Erfindung in eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung implementiert wird, die Schlafmodi verwendet, um Batterieleistung zu sparen, kann die Vergleichsschaltung 206 konfiguriert werden, um eine Unterbrechung für den Decodierer 212 nur dann zu erzeugen, wenn der Schalter Sn geschlossen wird, wobei der Schalter Sn einer Anschalttaste (Power On) entspricht. In einem derartigen Fall würde der Decodierer 212 zum Lesen des Analog-Digital-Wandlers 201 nur dann „aufwachen", wenn die Anschalttaste gedrückt wird. Auf diese Weise könnte die drahtlose Kommunikationsvorrichtung, welche die vorliegende Erfindung verwendet, den Decodieren 212 und den Analog-Digital-Wandler 201 vollständig herunterfahren und trotzdem aufwachen und die Tastatureingabe lesen, wenn erforderlich. Zusätzlich ermöglicht die vorliegende Erfindung ein teilweise oder vollständig durch Unterbrechungen (Interrupts) gesteuertes Betriebsverfahren, wodurch der Decodieren 212 den Analog-Digital-Wandler 204 nicht aktiv zyklisch abfragen muss, sondern konfiguriert werden kann, den Analog-Digital-Wandler 204 zyklisch abzufragen, wenn eine Unterbrechung von der Vergleichsschaltung 206 erzeugt wird.
In anderen Worten, eine spezifische Anwendung der Schaltung von 2 liegt darin, alle Tasten, außer der Anschalttaste, daran zu hindern, den Decodierer 212 aufzuwecken, wenn er heruntergefahren ist. Dies ist zum Beispiel nützlich, wenn die digitale Kommunikationsvorrichtung in einer Handtasche oder Aktentasche getragen wird, wo sie andere Objekte berühren kann, die unabsichtlich die Tastatur aktivieren. In einem derartigen Fall ist es wünschenswert, alle Tastendrucke, außer der Anschalttaste, zu ignorieren, um eine Aufwendung von Zeit und Leistung für die Auswertung überflüssiger Tastendrucke zu vermeiden.
Eine weitere Anwendung der Schaltung von 2 liegt darin, alle Tasten, außer einen bestimmten Bereich von Tasten, daran zu hindern, den Prozes sor zu unterbrechen, von dem der Decodieren 212 ein Teil sein kann. Dies ist zum Beispiel nützlich, wenn der Benutzer durch Menüs scrollt, in denen nur eine Teilgruppe der Tasten gültige Eingaben darstellt. In einem derartigen Fall wäre es auch wünschenswert, alle ungültigen Tastendrucke zu ignorieren, um eine Aufwendung von Zeit und Leistung für die Auswertung überflüssiger Tastendrucke zu vermeiden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Decodieren 212, wenn er eine vorbestimmte Schalterschließung oder eine Kombination von Schalterschließungen erfasst, die Steuerung 220 informieren, dass die vorbestimmte Schalterschließung erfasst und decodiert wurde. Als Reaktion auf diese Schließung steuert die Steuerung 220 die Stromversorgung 102, um die Eingangsspannung in die Zweitorreihenschaltung 100 zu ändern, zum Beispiel durch An- oder Abschalten einer schaltbaren Spannungs- oder Stromquelle oder durch Variieren einer variablen Spannungs- oder Stromquelle. Durch Ändern der Eingangsspannung in die Zweitorreihenschaltung 100 wird die Ausgangsspannung V_out um einen entsprechenden Betrag für jede Schalterschließung verschoben. In anderen Worten, wenn die Eingangsspannung in die Zweitorreihenschaltung 100 um 1 Volt erhöht wird, wird eine entsprechende Verschiebung um 1 Volt in V_out für jede Schalterschließung beobachtet.
Wenn die von den Referenzspannungsgeneratoren 212A – 212N erzeugten Schwellen-Referenzspannungen konstant bleiben, wenn die Eingangsspannung in die Zweitorreihenschaltung 100 verändert wird, wird der Bereich der Schalter S1 – Sn, die jeden Vergleichen 208A – 208N auslösen, ebenfalls verändert. Somit, unter Fortsetzung des obigen Beispiels, in dem der Vergleicher 208N nur von der Schließung des Schalters Sn ausgelöst wurde, kann der Vergleichen 208N auch von der Schließung des Schalters Sn-1 ausgelöst werden, wenn die Eingangsspannung in die Zweitorreihenschaltung 100 ausreichend verringert wird. Alternativ ist es offensichtlich, dass man auch die Eingangsspannung in die Zweitorreihenschaltung 100 konstant halten kann und stattdessen die von den Referenzspannungsgeneratoren 212A – 212N erzeugten Schwellen-Referenzspannungen verändern kann, um den Bereich der Schalter S1 – Sn zu „verschieben", die jeden Vergleichen 208A – 208N auslösen.
Es ist einfach zu sehen, dass durch Verändern der Eingangsspannung in die Zweitorreihenschaltung 100 die entsprechende Verschiebung in dem Bereich von V_out verwendet werden kann, um einem anderen Bereich von Tastendrucken zu ermöglichen, Unterbrechungen für den Decodieren 212 zu erzeugen. Eine nützliche Anwendung dieses Aspekts der vorliegenden Erfindung liegt darin, die Anschalt-Funktionalität (Power On) dem Schalter Sn zuzuweisen und die Vergleichsschaltung 206 zu konfigurieren, eine Unterbrechung für den Decodierer 212 nur dann zu erzeugen, wenn eine Spannung, die so gering ist wie die durch die Schließung des Schalters Sn erzeugte Spannung, an V_out vorhanden ist. Dann steuert bei Erfassung und Decodierung der Schließung des Schalters Sn in dem Decodieren 212 die Steuerung 220 die Stromversorgung 120, die Eingangsspannung in die Zweitorreihenschaltung 100 ausreichend zu verringern, dass die Schließung eines Schalters S1 – Sn eine Unterbrechung für den Decodieren 212 erzeugt. Auf diese Weise weckt nur das Drücken der Anschalttaste den Decodieren 212 auf, danach aber löst jeder Tastendruck eine Unterbrechung aus, damit der Decodieren 212 die Ausgabe des Analog-Digital-Wandlers 204 liest.
Die Steuerung 220 kann jeder im Stand der Technik bekannte Mikroprozessor oder Mikrokontrollen sein und kann darüber hinaus vorteilhaft mit dem Decodierer 212 in demselben programmierbaren Universal-Mikroprozessor kombiniert werden. Verschiedene andere Konfigurationen der Schaltung von 2 sind für Fachleute offensichtlich. Zum Beispiel kann jedes Element von 2 konfiguriert werden, basierend auf Strompegeln statt auf Spannungspegeln zu arbeiten.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Analog-Digital-Wandler 204 vollständig entfernt werden und die Vergleichsschaltung 206 kann konfiguriert werden, eine Unterbrechung für jede gedrückte Taste zu erzeugen. Für nur einige wenige Schalter kann dies weniger kostspielig sein. Auch kann sogar für eine komplexe Tastatur die Vergleichsschaltung 206 in weniger Verarbeitungszyklen gelesen werden. Dieses alternative Ausführungsbeispiel kann verwendet werden, um eine Tastatur über eine große Entfernung einer Leitung zu codieren und es in eine Matrix unter Verwendung von Vergleichern und einer Logik zurückzuwandeln.
In 4 wird ein Ablaufdiagramm des Verfahrens der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Verfahren beginnt bei Block 402, wo eine Spannung in einem passiven Netzwerk, zum Beispiel in der Zweitorreihenschaltung 100 von 2, als Reaktion auf einen Tastendruck erzeugt wird. Bei Block 404 wird die Spannung mit einer Referenzspannung verglichen, zum Beispiel in der Vergleichsschaltung 206 von 2. Bei der Entscheidung 408 wird bestimmt, ob sich die erzeugte Spannung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs befindet. Wenn sie sich nicht in dem Bereich befindet, wird der Tastendruck, der die Spannung initiiert hat, ignoriert (d.h., es wird keine Aktion des Prozessors oder Decodierers ausgeführt).
Wenn andererseits bei der Entscheidung 408 bestimmt wird, dass sich die erzeugte Spannung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs befindet, wird der Tastendruck, der die Spannung erzeugt hat, decodiert, zum Beispiel in dem Decodierer 212 von 2. Optional geht der Ablauf zu Block 412, wo die Eingangsspannung in das passive Netzwerk verändert wird, zum Beispiel wie oben unter Bezugnahme auf die Steuerung 220 beschrieben. In jedem Fall geht der Ablauf zurück zu Block 402, um eine Spannung als Reaktion auf den nächsten Tastendruck zu erzeugen.
Wie oben beschrieben, ist die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Schaltung zum Unterscheiden zwischen Eingabebereichen in einer Tastatur mit einem passiven Netzwerk, das die korrekte Verarbeitung von sinnvollen Tastendrucken ermöglicht, während es versehentliche oder überflüssige Tastendrucke ignoriert, wodurch Strom und Prozessorzeit gespart werden.
Die obige Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele ist vorgesehen, damit jeder Fachmann die vorliegende Erfindung herstellen oder verwenden kann. Die verschiedenen Modifikationen dieser Ausführungsbeispiele sind auf einfache Weise für Fachleute offensichtlich und die hier definierten grundlegenden Prinzipien können ohne die Verwendung von erfinderischer Leistung auf andere Ausführungsbeispiele angewendet werden. Somit soll die vorliegende Erfindung nicht auf die hier gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt werden, sondern soll mit dem weitesten Bereich übereinstimmen, der mit den hier offenbarten Prinzipien und neuen Merkmalen konsistent ist.

Claims

Eine Schaltung zur Verarbeitung von Schalterschließungen in einem passiven Netzwerk mit Schaltern, wobei das passive Netzwerk eine Spannung ansprechend auf eine Schalterschließung generiert, wobei die Schaltung Folgendes aufweist: eine Vergleichsschaltung (206), die an das passive Netzwerk gekoppelt ist, zum Vergleichen der Spannung mit einer Referenzspannung; und ein Decoder (212), der an die Vergleichsschaltung (206) gekoppelt ist, zum Decodieren der Schalterschließung, wenn die Spannung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, wobei der Decoder (212) nicht die Schalterschließung decodiert, wenn die Spannung nicht innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schalter, der einer Anschalttaste entspricht, vorgesehen ist, wobei die Vergleichsschaltung ein Interrupt- bzw. Unterbrechungssignal für den Decoder generiert, und zwar nur, wenn der Schalter geschlossen ist.
Die Schaltung nach Anspruch 1, wobei die Vergleichsschaltung (206) Folgendes aufweist: zumindest einen Vergleicher (208A-208N), wobei jeder Vergleicher einen ersten Eingang, gekoppelt mit dem passiven Netzwerk besitzt, und einen zweiten Eingang besitzt, sowie einen Ausgang zum Generieren eines Vergleichssignals; und zumindest einen Referenzspannungsgenerator (212A–212N), wobei jeder Referenzspannungsgenerator an den zweiten Eingang eines jeweiligen der Vergleicher (208A–208N) gekoppelt ist, wobei jeder der Referenzspannungsgeneratoren (212A–212N) zum Generieren einer jeweiligen Referenzspannung dient; wobei der vorbestimmte Bereich durch die Referenzspannungen definiert ist.
Die Schaltung nach Anspruch 2, wobei die Vergleichsschaltung (206) weiterhin eine Bereichsbestimmungslogikschaltung (210), gekoppelt an jede der Vergleicherausgänge aufweist, wobei die Bereichsbestimmungslogik (210) zum Unterscheiden zwischen verschiedenen Bereichen der Spannungen, die durch das passive Netzwerk generiert werden, dient.
Die Schaltung nach Anspruch 2, wobei die Vergleichsschaltung (206) Folgendes aufweist: einen ersten Vergleicher (208A) zum Generieren des Vergleichssignals, und zwar nur wenn eine erste vorbestimmte Teilgruppe der Schalter geschlossen ist; und einen zweiten Vergleicher (208B) zum Generieren des Vergleichssignals, und zwar nur wenn eine zweite vorbestimmte Teilgruppe der Schalter geschlossen ist.
Die Schaltung nach Anspruch 1, wobei die Vergleichsschaltung (206) das Unterbrechungssignal für den Decoder (212) generiert, und zwar nur dann wenn die Spannung innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt.
Die Schaltung nach Anspruch 5, wobei der vorbestimmte Bereich einer vorbestimmten Teilgruppe der Schalter entspricht.
Die Schaltung nach Anspruch 1, die weiterhin eine Steuerung, gekoppelt an den Decoder aufweist, und zwar zum Verändern einer Eingangsspannung des passiven Netzwerks, ansprechend auf die Decodierung der Schalterschließung durch den Decoder.
Ein Verfahren zum Verarbeiten von Schalterschließungen in einem passiven Netzwerk mit Schaltern, wobei das passive Netzwerk eine Spannung, ansprechend auf eine Schalterschließung generiert, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Vergleichen der Spannung mit einer Referenzspannung; Decodieren der Schalterschließung, wenn die Spannung innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt; Ignorieren der Schalterschließung, wenn die Spannung nicht innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt; und Generieren eines Unterbrechungs- bzw. Interruptsignals, und zwar nur dann wenn die Spannung innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, wobei das Unterbrechungssignal nur generiert wird, wenn ein Schalter entsprechend einer Anschalt-Taste (power-on key) geschlossen ist.
Das Verfahren nach Anspruch 8, wobei der vorbestimmte Bereich durch die Referenzspannung definiert ist.
Das Verfahren nach Anspruch 9, das weiterhin den Schritt des Unterscheidens zwischen verschiedenen Bereichen der Spannungen, generiert durch das passive Netzwerk, aufweist.
Das Verfahren nach Anspruch 8, das weiterhin den Schritt des Generierens des Unterbrechungssignals, und zwar nur dann wenn die Spannung innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt, aufweist.
Das Verfahren nach Anspruch 11, wobei der vorbestimmte Bereich einer vorbestimmten Teilgruppe der Schalter entspricht.
Das Verfahren nach Anspruch 8, das weiterhin den Schritt des Veränderns einer Eingangsspannung des passiven Netzwerks, ansprechend auf das Decodieren der Schalterschließung durch den Decoder aufweist