JPH02205912A - マトリクス制御回路 - Google Patents
マトリクス制御回路Info
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- JPH02205912A JPH02205912A JP1026431A JP2643189A JPH02205912A JP H02205912 A JPH02205912 A JP H02205912A JP 1026431 A JP1026431 A JP 1026431A JP 2643189 A JP2643189 A JP 2643189A JP H02205912 A JPH02205912 A JP H02205912A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M11/00—Coding in connection with keyboards or like devices, i.e. coding of the position of operated keys
- H03M11/20—Dynamic coding, i.e. by key scanning
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/02—Input arrangements using manually operated switches, e.g. using keyboards or dials
- G06F3/023—Arrangements for converting discrete items of information into a coded form, e.g. arrangements for interpreting keyboard generated codes as alphanumeric codes, operand codes or instruction codes
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Input From Keyboards Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は数値制御装置などの制御装置のキーボード等に
使用されるマトリクス制御回路に関し、特にインタフェ
ースの信号線数を削減したマトリクス回路に関する。
使用されるマトリクス制御回路に関し、特にインタフェ
ースの信号線数を削減したマトリクス回路に関する。
従来、制御装置などで使用されるキーボードでは良く知
られるようにキースイッチ・エレメントをマトリクス状
に配置し、1列をトランジスタでロウレベルにドライブ
した時の行線の状態をレシーバでセンスすることにより
、押されているキーの位置を調べるという方式(キーマ
トリクス方式)を採用してきた。
られるようにキースイッチ・エレメントをマトリクス状
に配置し、1列をトランジスタでロウレベルにドライブ
した時の行線の状態をレシーバでセンスすることにより
、押されているキーの位置を調べるという方式(キーマ
トリクス方式)を採用してきた。
第8図は従来のキーマトリクス方式の構成を示す図であ
る。トランジスタQll〜Ql 4(7)4個はマトリ
クス21の列ラインC0LI〜C0L4を1列毎にドラ
イブし、マトリクス21内の各スイッチの状態をレシー
バRVII〜RV14の4個のレシーバで行ラインRO
WI〜ROW4がら読み取る。マトリクス21の列ライ
ンと行ラインの交点は、スイッチSWI 1とまわりこ
み防止用のダイオードDllで接続されている。゛ただ
し、第8図ではマトリクスの1個の交点のみのスイッチ
とダイオードを表し、他の交点のスイッチ及びダイオー
ドは同じ構成であるので省略しである。
る。トランジスタQll〜Ql 4(7)4個はマトリ
クス21の列ラインC0LI〜C0L4を1列毎にドラ
イブし、マトリクス21内の各スイッチの状態をレシー
バRVII〜RV14の4個のレシーバで行ラインRO
WI〜ROW4がら読み取る。マトリクス21の列ライ
ンと行ラインの交点は、スイッチSWI 1とまわりこ
み防止用のダイオードDllで接続されている。゛ただ
し、第8図ではマトリクスの1個の交点のみのスイッチ
とダイオードを表し、他の交点のスイッチ及びダイオー
ドは同じ構成であるので省略しである。
R11−Rl4はプルアップ抵抗である。
同様にLEDをダイナミック表示する場合も、第8図の
スイッチとダイオードの替わりに、LEDを配置し、列
ラインC0LI〜C0L4を1列ごとにドライブし、行
ラインROWI〜ROW4に点灯すべきLEDの信号を
与えることにより、おこなうことができる。
スイッチとダイオードの替わりに、LEDを配置し、列
ラインC0LI〜C0L4を1列ごとにドライブし、行
ラインROWI〜ROW4に点灯すべきLEDの信号を
与えることにより、おこなうことができる。
(発明が解決しようとする課題〕
従来の方式ではキーやLEDの数が増えると、それなり
に信号線の数が増加するので、コネクタのビン数やケー
ブルの芯数が増え、コストが増加する。また、ケーブル
が増加し、配線の作業効率が低下する。
に信号線の数が増加するので、コネクタのビン数やケー
ブルの芯数が増え、コストが増加する。また、ケーブル
が増加し、配線の作業効率が低下する。
一方、パーソナルコンピュータなどではキーボード側に
マイクロプロセッサを持ち、制御装置本体とはシリアル
インタフェースで接続することによって、信号線の増加
の問題を回避している。
マイクロプロセッサを持ち、制御装置本体とはシリアル
インタフェースで接続することによって、信号線の増加
の問題を回避している。
しかし、この方式はキーボード上の回路が増えるのでコ
スト的に不利であり、電源供給の点やデータ通信の信顛
性の確保の点で制御装置本体とキーボードとの間の距離
には限界があり、数値制御装置などのように制御装置本
体とは別の場所にキーボードが設置されることが多い装
置ではかならずしも最良の方法ではなかった。本発明は
このような点に鑑みてなされたものである。
スト的に不利であり、電源供給の点やデータ通信の信顛
性の確保の点で制御装置本体とキーボードとの間の距離
には限界があり、数値制御装置などのように制御装置本
体とは別の場所にキーボードが設置されることが多い装
置ではかならずしも最良の方法ではなかった。本発明は
このような点に鑑みてなされたものである。
本発明の第1の目的は少ないインタフェース・ラインで
多数のスイッチを認識でるようにしたマトリクス制御回
路を提供することである。
多数のスイッチを認識でるようにしたマトリクス制御回
路を提供することである。
また、本発明の第2の目的は少ないインタフェース・ラ
インで多数のLEDを点灯できるようにしたマトリクス
制御回路を提供することである。
インで多数のLEDを点灯できるようにしたマトリクス
制御回路を提供することである。
さらに、本発明の第3の目的は、同一のマトリクス上に
スイッチとLEDを配置して、スイッチの認識とLED
の点灯を同一のマトリクス上で制御できるようにしたマ
トリクス制御回路を提供することである。
スイッチとLEDを配置して、スイッチの認識とLED
の点灯を同一のマトリクス上で制御できるようにしたマ
トリクス制御回路を提供することである。
本発明では上記課題を解決するために、複数のスイッチ
の状態を認識するマトリクス制御回路において、マトリ
クスの各交点に2個ずつ配置され、互いに逆方向のまわ
りこみ防止ダイオードを備えたスイッチと、前記マトリ
クスの各列をハイレベルあるいはロウレベルにドライブ
する第1のドライブ回路と、前記マトリクスの各行をハ
イレベルあるいはロウレベルにドライブする第2のドラ
イブ回路と、前記マトリクスの各行に接続され、スイッ
チの状態を認識するためのレシーバ回路とを有し、前記
マトリクスの各列は2本のラインで構成され、互いに逆
方向に並列に接続されたダイオードを有し、ダイオード
の前記マトリクスと逆側か1本のラインに接続され、か
つ前記第1のドライブ回路に接続され、スイッチの状態
を認識する際、前記第1のドライブ回路と前記第2のレ
ベルを逆にすることにより、ドライブ電流の向きを双方
向にするように構成したことをを特徴とするマトリクス
制御回路が、提供される。
の状態を認識するマトリクス制御回路において、マトリ
クスの各交点に2個ずつ配置され、互いに逆方向のまわ
りこみ防止ダイオードを備えたスイッチと、前記マトリ
クスの各列をハイレベルあるいはロウレベルにドライブ
する第1のドライブ回路と、前記マトリクスの各行をハ
イレベルあるいはロウレベルにドライブする第2のドラ
イブ回路と、前記マトリクスの各行に接続され、スイッ
チの状態を認識するためのレシーバ回路とを有し、前記
マトリクスの各列は2本のラインで構成され、互いに逆
方向に並列に接続されたダイオードを有し、ダイオード
の前記マトリクスと逆側か1本のラインに接続され、か
つ前記第1のドライブ回路に接続され、スイッチの状態
を認識する際、前記第1のドライブ回路と前記第2のレ
ベルを逆にすることにより、ドライブ電流の向きを双方
向にするように構成したことをを特徴とするマトリクス
制御回路が、提供される。
また、LED (発光ダイオード)をダイナミック表示
するマトリクス制御回路において、各マトリクスの交点
に互いに極性を逆に2個ずつ配置されたLEDと、前記
マトリクスの各列をハイレベルあるいはロウレベルにド
ライブする第1のドライブ回路と、前記マトリクスの各
行をハイレベルあるいはロウレベルにドライブする第2
のドライブ回路と、前記マトリクスの各列は2木のライ
ンで構成され、互いに逆方向に並列に接続されたダイオ
ードを有し、ダイオードの前記マトリクスと逆側か1本
のラインに接続され、かつ前記第1のドライブ回路に接
続され、前記LEDを点灯させる際、前記第1のドライ
ブ回路と前記第2のレベルを逆にすることにより、ドラ
イブ電流の向きを双方向にするように構成したことをを
特徴とするマトリクス制御回路が、提供される。
するマトリクス制御回路において、各マトリクスの交点
に互いに極性を逆に2個ずつ配置されたLEDと、前記
マトリクスの各列をハイレベルあるいはロウレベルにド
ライブする第1のドライブ回路と、前記マトリクスの各
行をハイレベルあるいはロウレベルにドライブする第2
のドライブ回路と、前記マトリクスの各列は2木のライ
ンで構成され、互いに逆方向に並列に接続されたダイオ
ードを有し、ダイオードの前記マトリクスと逆側か1本
のラインに接続され、かつ前記第1のドライブ回路に接
続され、前記LEDを点灯させる際、前記第1のドライ
ブ回路と前記第2のレベルを逆にすることにより、ドラ
イブ電流の向きを双方向にするように構成したことをを
特徴とするマトリクス制御回路が、提供される。
さらに、複数のスイッチの状態を認識し、LED(発光
ダイオード)をダイナミック表示するマトリクス制御回
路において、各マトリクスの交点に配置され、まわりこ
み防止ダイオードを備えたスイッチと、前記の交点に交
点配置されたLEDと、前記マトリクスの各列をハイレ
ベルあるいはロウレベルにドライブする第1のドライブ
回路さ、前記マトリクスの各行をハイレベルあるいハロ
ウレベルにドライブする第2のドライブ回路と、前記マ
トリクスの各行に接続され、スイッチの状態を認識する
ためのレシーバ回路とを有し、前記マトリクスの各列は
2本のラインで構成され、互いに逆方向に並列に接続さ
れたダイオードを有し、ダイオードの前記マトリクスと
逆側か1本のラインに接続され、かつ前記第1のドライ
ブ回路に接続され、スイッチの状態を認識する際 ある
いはLEDを点灯させる際、前記第1のドライブ回路と
前記第2のレベルを逆にすることにより、ドライブ電流
の向きを双方向にするように構成したことを特徴とする
マトリクス制御回路が、提供される。
ダイオード)をダイナミック表示するマトリクス制御回
路において、各マトリクスの交点に配置され、まわりこ
み防止ダイオードを備えたスイッチと、前記の交点に交
点配置されたLEDと、前記マトリクスの各列をハイレ
ベルあるいはロウレベルにドライブする第1のドライブ
回路さ、前記マトリクスの各行をハイレベルあるいハロ
ウレベルにドライブする第2のドライブ回路と、前記マ
トリクスの各行に接続され、スイッチの状態を認識する
ためのレシーバ回路とを有し、前記マトリクスの各列は
2本のラインで構成され、互いに逆方向に並列に接続さ
れたダイオードを有し、ダイオードの前記マトリクスと
逆側か1本のラインに接続され、かつ前記第1のドライ
ブ回路に接続され、スイッチの状態を認識する際 ある
いはLEDを点灯させる際、前記第1のドライブ回路と
前記第2のレベルを逆にすることにより、ドライブ電流
の向きを双方向にするように構成したことを特徴とする
マトリクス制御回路が、提供される。
マトリクスの列ラインを2組みとし、それぞれのライン
と行ラインとの間にスイッチを接続し、その2組みのラ
イ、ンを逆方向にダイオードを接続し、1本として第1
のドライブ回路に接続する。
と行ラインとの間にスイッチを接続し、その2組みのラ
イ、ンを逆方向にダイオードを接続し、1本として第1
のドライブ回路に接続する。
列をドライブする第1のドライブ回路をロウレベルにし
、行をドライブする第2のドライブを71イレベルにし
て、2個のスイッチの内の1個のスイッチの状態を認識
する。
、行をドライブする第2のドライブを71イレベルにし
て、2個のスイッチの内の1個のスイッチの状態を認識
する。
次にマトリクスの列をドライブする第1のドライブ回路
をハイレベルにして、マトリクスの行をドライブする第
2のドライブ回路をロウレベルにして、他のスイッチの
状態を認識する。
をハイレベルにして、マトリクスの行をドライブする第
2のドライブ回路をロウレベルにして、他のスイッチの
状態を認識する。
これによって、同じインタフェースラインの数で2倍の
スイッチの状態を認識することができる。
スイッチの状態を認識することができる。
また、はぼ同様なマトリクス制御回路で、LEDのダイ
ナミック表示を行うことにより、従来と同じインタフェ
ースラインの数で2倍のLEDを点灯することができる
。
ナミック表示を行うことにより、従来と同じインタフェ
ースラインの数で2倍のLEDを点灯することができる
。
さらに、スイッチの状態の認識と、LEDのダイナミッ
ク表示を同一のマトリクスで行う。時間的に、スイッチ
を認識する時以外は、LEDの点灯制御を行うように構
成する。
ク表示を同一のマトリクスで行う。時間的に、スイッチ
を認識する時以外は、LEDの点灯制御を行うように構
成する。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明のマトリクス制御回路の一実施例の構成
図である。キーボード20は本実施例では4×4のマト
リクス構成をとっており、行ラインRoW1〜ROW4
と列ラインC0L1〜C0L4の交点にはマトリクス要
素としては、16個のマトリクス要素ME16〜ME4
4が接続されている。
図である。キーボード20は本実施例では4×4のマト
リクス構成をとっており、行ラインRoW1〜ROW4
と列ラインC0L1〜C0L4の交点にはマトリクス要
素としては、16個のマトリクス要素ME16〜ME4
4が接続されている。
ここで、各マトリクス要素の構成について述べる。
第2図(a)はマトリクス要素が2個のスイッチで構成
されている場合の図である。列ラインは2組で構成され
ており、スイッチSWI、SW2にはまわりこみ防止ダ
イオードD1、D2が逆方向に接続され、それぞれの列
ラインに接続されている。
されている場合の図である。列ラインは2組で構成され
ており、スイッチSWI、SW2にはまわりこみ防止ダ
イオードD1、D2が逆方向に接続され、それぞれの列
ラインに接続されている。
第2図(b)はマトリクス要素が1個のスイッチと1個
のLEDで構成されている図である。SWlのまわりこ
みダイオードDIとLED2の極性は逆になっており、
それぞれの列ラインに接続されている。
のLEDで構成されている図である。SWlのまわりこ
みダイオードDIとLED2の極性は逆になっており、
それぞれの列ラインに接続されている。
第2図(C)はマトリクス要素が1個のスイッチと1個
のLEDで構成されている図である。これは第2図(b
)と比べてLEDとダイオードの位置が逆になっている
のみが異なる。
のLEDで構成されている図である。これは第2図(b
)と比べてLEDとダイオードの位置が逆になっている
のみが異なる。
第2図(d)はマトリクス要素が2個のLEDで構成さ
れている場合の図である。このLEDI、LED2には
互いに逆極性となっており、それぞれの列ラインに接続
されている 第1図及び第2図(a)〜(d)でわかるように、本発
明ではマトリクスの行ライン、列ラインが実は2組の線
で構成されている。これは従来技術においては制御装置
本体からくるインクフェース信号線そのものであったが
、本発明ではそれぞれにダイオードを2個逆向きに接続
して、電流の方向によって2個のラインに分けている。
れている場合の図である。このLEDI、LED2には
互いに逆極性となっており、それぞれの列ラインに接続
されている 第1図及び第2図(a)〜(d)でわかるように、本発
明ではマトリクスの行ライン、列ラインが実は2組の線
で構成されている。これは従来技術においては制御装置
本体からくるインクフェース信号線そのものであったが
、本発明ではそれぞれにダイオードを2個逆向きに接続
して、電流の方向によって2個のラインに分けている。
この方式はスイッチSWIに直列に挿入されたダイオー
ドDIと合わせて、3個以上のキースイッチが同時に押
された場合に起きる、いわゆる電流のまわり込みによる
キー状態の誤認の問題の防止に役立っている。まわりこ
み防止の詳細については後述する。
ドDIと合わせて、3個以上のキースイッチが同時に押
された場合に起きる、いわゆる電流のまわり込みによる
キー状態の誤認の問題の防止に役立っている。まわりこ
み防止の詳細については後述する。
第1図に戻って説明を続ける。制御装置本体IO側のイ
ンタフェースにおいては、各行ラインROW1〜ROW
4には、レシーバR■1〜Rv4と抵抗R1〜R4を介
し行ドライブ回路Rr)V 1〜RDV4が接続されて
いる。また、各列ラインC0L1〜C0L4には列ドラ
イバCDv1〜CDV4が直接接続されている。
ンタフェースにおいては、各行ラインROW1〜ROW
4には、レシーバR■1〜Rv4と抵抗R1〜R4を介
し行ドライブ回路Rr)V 1〜RDV4が接続されて
いる。また、各列ラインC0L1〜C0L4には列ドラ
イバCDv1〜CDV4が直接接続されている。
次に上記のドライブ回路の詳細について述べる。
第3図はドライブ回路のインタフェースを示す図である
。これは第1図のドライブ回路CDV 1〜CDV4及
びRDv1〜RD■4のインタフェースである。
。これは第1図のドライブ回路CDV 1〜CDV4及
びRDv1〜RD■4のインタフェースである。
第4図はドライブ回路をトランジスタで構成した例を示
す図である。トランジスタQ1及びQ2をコンプリメン
タリに接続している。すなわち、入力Bl及びB2をを
ロウレベルにすると、出力OUTはハイレベルとなる。
す図である。トランジスタQ1及びQ2をコンプリメン
タリに接続している。すなわち、入力Bl及びB2をを
ロウレベルにすると、出力OUTはハイレベルとなる。
逆に入力B1及びB2をハイレベルにすると、出力OU
Tはロウレベルとなる。
Tはロウレベルとなる。
第5図はドライブ回路をエンハンスメントMO3で構成
した例を示す図である。図に示すように、P型とN型の
エンハンスメントMO3をコンプリメンタリに接続して
いる。入力と出力との関係は第4図のトランジスタで構
成した場合と同じである。
した例を示す図である。図に示すように、P型とN型の
エンハンスメントMO3をコンプリメンタリに接続して
いる。入力と出力との関係は第4図のトランジスタで構
成した場合と同じである。
再び、第1図に戻って説明を続ける。行ドライ回路及び
列ドライブ回路は上記に説明したように、二つのトラン
ジスタから成り、ドライブ制御回路12から与えられる
信号によって出力をハイレベJしく+5V)またはロウ
レベル(GND)にドライブすることができる。
列ドライブ回路は上記に説明したように、二つのトラン
ジスタから成り、ドライブ制御回路12から与えられる
信号によって出力をハイレベJしく+5V)またはロウ
レベル(GND)にドライブすることができる。
レシーバR■1〜Rv4は行ラインROW1〜ROW4
の状態をハイレベル、またはロウレベルを一定のスレシ
ョルドレベル、たとえば2.5■で判定しロジック信号
を出力するものである。レシーバRVI〜RV4はそれ
ぞれ、排他的論理和ゲート13に接続され、その出力信
号は排他的論理和ゲート13を通った後、パスバッファ
14によってプロセッサのバスに接続される。
の状態をハイレベル、またはロウレベルを一定のスレシ
ョルドレベル、たとえば2.5■で判定しロジック信号
を出力するものである。レシーバRVI〜RV4はそれ
ぞれ、排他的論理和ゲート13に接続され、その出力信
号は排他的論理和ゲート13を通った後、パスバッファ
14によってプロセッサのバスに接続される。
排他的論理和ゲート13はドライブ制御回路からの制御
信号INVにより、INVがOのときはレシーバの出力
をそのまま出力し、1の時はレシーバの出力を反転して
出力する働きをする。
信号INVにより、INVがOのときはレシーバの出力
をそのまま出力し、1の時はレシーバの出力を反転して
出力する働きをする。
ドライブ制御回路12はプロセッサがLEDデータレジ
スタ11に書き込んだ表示データ、およびプロセッサが
読み取りたいキーの選民信号を入力とし、それに応じて
ドライブ回路RDVI〜RDV4及びCDV1〜CDV
4の制御を行う回路である。
スタ11に書き込んだ表示データ、およびプロセッサが
読み取りたいキーの選民信号を入力とし、それに応じて
ドライブ回路RDVI〜RDV4及びCDV1〜CDV
4の制御を行う回路である。
まず、プロセッサがキーの状態を読む場合について説明
する。これは従来のマトリクス方式のインタフェースと
同様にプロセッサからのキー読み取りパルスRDが与え
られているあいだに、プロセッサから与えられえるキー
選択信号でマトリクスの列ラインC0LI−COL4を
ドライブすることで行う。本実施例では4つの列ライン
C0L1−COL4のどれをドライブするか、さらに、
ハイレベルかロウレベルかによって、合計8通りのドラ
イブの仕方がある。ドライブされない列ラインは開放状
態(ハイインピーダンス状態〕になる。
する。これは従来のマトリクス方式のインタフェースと
同様にプロセッサからのキー読み取りパルスRDが与え
られているあいだに、プロセッサから与えられえるキー
選択信号でマトリクスの列ラインC0LI−COL4を
ドライブすることで行う。本実施例では4つの列ライン
C0L1−COL4のどれをドライブするか、さらに、
ハイレベルかロウレベルかによって、合計8通りのドラ
イブの仕方がある。ドライブされない列ラインは開放状
態(ハイインピーダンス状態〕になる。
一方、行ラインROWI−iow4のほうは全ての行ド
ライバをハイレベルまたはロウレベルを出力することで
、全行ラインROWI〜ROW4を抵抗R1〜R4でプ
ルアップまたはプルダウンする。どちらにするかは列ラ
インC0LI〜C0L4のレベルによる。列ラインC0
LI〜C0L4をロウレベルにドライブしている場合は
行ラインROWI〜ROW4はプルアップする。逆に列
ラインC0LI〜C0L4をハイレベルにドライブして
いる場合は行ラインROWI−ROW4はプルダウンす
る。
ライバをハイレベルまたはロウレベルを出力することで
、全行ラインROWI〜ROW4を抵抗R1〜R4でプ
ルアップまたはプルダウンする。どちらにするかは列ラ
インC0LI〜C0L4のレベルによる。列ラインC0
LI〜C0L4をロウレベルにドライブしている場合は
行ラインROWI〜ROW4はプルアップする。逆に列
ラインC0LI〜C0L4をハイレベルにドライブして
いる場合は行ラインROWI−ROW4はプルダウンす
る。
まず、行ラインROWI〜ROW4をプルアラ、プし、
列ラインC0LI〜C0L4をロウレベルにドライブし
た場合について述べる。勿論、列ラインは1列づつ、順
次ロウレベルにドライブされていき、それに応じて、そ
の列のキーの状態が認識されていく。
列ラインC0LI〜C0L4をロウレベルにドライブし
た場合について述べる。勿論、列ラインは1列づつ、順
次ロウレベルにドライブされていき、それに応じて、そ
の列のキーの状態が認識されていく。
キーが押されていると、そのキーが接続されている行ラ
インのプルアップ抵抗からキーを通じて列ドライブ回路
CDV 1〜CDV4に向がって電流が流れるので、レ
シーバRVI〜R■4の入力はロウレベルになり、レシ
ーバ出力にはOが出力される。このとき、INV信号は
1であり、プロセッサはパスバッファ14を通じて論理
1を読みとることができる。
インのプルアップ抵抗からキーを通じて列ドライブ回路
CDV 1〜CDV4に向がって電流が流れるので、レ
シーバRVI〜R■4の入力はロウレベルになり、レシ
ーバ出力にはOが出力される。このとき、INV信号は
1であり、プロセッサはパスバッファ14を通じて論理
1を読みとることができる。
次に、行をプルダウンし、列をハイレベルにドライブし
た場合について述べる。この場合も列ラインは1列づつ
ドライブされ、レシーバは1列ごとのキーの状態を認識
していく。
た場合について述べる。この場合も列ラインは1列づつ
ドライブされ、レシーバは1列ごとのキーの状態を認識
していく。
キーがおされていると、そのキーが接続されている列ド
ライバからキーを通じてに行ラインのプルダウン抵抗に
向かって電流が流れるので、レシーバ入力はハイレベル
になり、レシーバの出力には1が出力される。
ライバからキーを通じてに行ラインのプルダウン抵抗に
向かって電流が流れるので、レシーバ入力はハイレベル
になり、レシーバの出力には1が出力される。
このときINV信号はOとなり、プロセッサはパスバッ
ファ14を通じて、論理1を読みとることができる。つ
まりINV信号は、列ドライブ回路、行ドライブ回路の
出力に応じて変化し、プロセッサが常にキーの状態を正
論理で読めるように制御される。
ファ14を通じて、論理1を読みとることができる。つ
まりINV信号は、列ドライブ回路、行ドライブ回路の
出力に応じて変化し、プロセッサが常にキーの状態を正
論理で読めるように制御される。
次にLEDの表示制御について説明する。プロセッサは
点灯したいLEDを指定するデータをLEDデータレジ
スタ11に書き込む。ドライブ制御回路はこのデータに
もとづき、上述のキー読み取り動作を行っていない時間
を使って、LEDをドライブする。実際には常時LED
をダイナミック表示し、キーを読み込む時間は一定の周
期で実行される。ドライブの仕方の基本は従来技術のダ
イナミックドライブ方式であるが、本発明の特色として
は、LEDのダイナミック表示をおこなっていない空き
時間を使ってキーの読み取りを行うので、LED点灯専
用の信号線は必要なく、上記キー読み取りで使った信号
線ROWI〜ROW4、C0LI〜C0L4のみを用い
てLEDをドライブできるという特徴がある。
点灯したいLEDを指定するデータをLEDデータレジ
スタ11に書き込む。ドライブ制御回路はこのデータに
もとづき、上述のキー読み取り動作を行っていない時間
を使って、LEDをドライブする。実際には常時LED
をダイナミック表示し、キーを読み込む時間は一定の周
期で実行される。ドライブの仕方の基本は従来技術のダ
イナミックドライブ方式であるが、本発明の特色として
は、LEDのダイナミック表示をおこなっていない空き
時間を使ってキーの読み取りを行うので、LED点灯専
用の信号線は必要なく、上記キー読み取りで使った信号
線ROWI〜ROW4、C0LI〜C0L4のみを用い
てLEDをドライブできるという特徴がある。
つまり、第1図において、RD信号がドライブ制御回路
12のINV入力に与えられている間取外は常にLED
のマトリクスをドライブしている。
12のINV入力に与えられている間取外は常にLED
のマトリクスをドライブしている。
すなわち、一定時間ごとに列ラインC0LI−COL4
を順にハイレベルおよびロウレベルにすることによって
、マトリクスの1列を選択し、その列に接続されている
LEDのうち点灯すべきLEDの存在する行ラインのみ
を行ドライバRDVI〜RDV4を用いてLEDに電流
が流れるような極性にする。
を順にハイレベルおよびロウレベルにすることによって
、マトリクスの1列を選択し、その列に接続されている
LEDのうち点灯すべきLEDの存在する行ラインのみ
を行ドライバRDVI〜RDV4を用いてLEDに電流
が流れるような極性にする。
次に本発明のまわりこみ防止機能について説明する。第
6図はまわりこみ防止を説明するための図である。図で
は、列ラインC0L1がロウレベルにドライブされ、1
列のキーを認識する場合を示す。ここで、1行目の読み
込むべきキー5W11aはオフであり、2列目のキー5
W12a及び5W22 bがオンであるものとする。第
6図からは一見矢印Aで示すループで抵抗R1に電流が
流れ、レシーバRVIの入力がロウレベルとなり、キー
5W11aがオンしているように誤って読み取られるよ
うに見える。しかし、以下に述べるようにまわりこみは
列ラインに挿入されたダイオードによって防止される。
6図はまわりこみ防止を説明するための図である。図で
は、列ラインC0L1がロウレベルにドライブされ、1
列のキーを認識する場合を示す。ここで、1行目の読み
込むべきキー5W11aはオフであり、2列目のキー5
W12a及び5W22 bがオンであるものとする。第
6図からは一見矢印Aで示すループで抵抗R1に電流が
流れ、レシーバRVIの入力がロウレベルとなり、キー
5W11aがオンしているように誤って読み取られるよ
うに見える。しかし、以下に述べるようにまわりこみは
列ラインに挿入されたダイオードによって防止される。
第7図は第6図の等価回路図である。ここでは、第6図
のキーは省略しである。ここで、抵抗R1からの電流は
図のように9個のダイオードに直列に流れる。従って、
1個のダイオードの順方向電圧降下を0.5vとすると
、レシーバRVIの入力レベルは4.5■となり、一方
、レシーバRV1のスレショルド電圧は2.5vである
から、誤ってキーSWI 1 aが押されていると認識
することはない。本まわりこみ防止機構の特徴は列ライ
ンに電流の向きに応じて複数のダイオードを挿入したこ
とにある。このダイオードはキー読取り動作においてレ
シーバ入力端での電圧をシフトする働きがあるが、その
シフト電圧は本当にキーがおされている場合に比べてま
わりこみによる電流が流れている場合は3倍の大きさに
なる。第6図の例でいうとレシーバRV2の入力端にお
いてはDlblとDi b2の2ヶ分の電圧シフトがあ
るが、レシーバRVIにおいてはダイオードD2b2、
D2bl、D2al、D2a2、D1b2、Dlblの
6ケ分の電圧シフトになる。さし引き4ヶ分の電圧シフ
トがまわりこみかそうでないかの判別に寄与しているの
である。
のキーは省略しである。ここで、抵抗R1からの電流は
図のように9個のダイオードに直列に流れる。従って、
1個のダイオードの順方向電圧降下を0.5vとすると
、レシーバRVIの入力レベルは4.5■となり、一方
、レシーバRV1のスレショルド電圧は2.5vである
から、誤ってキーSWI 1 aが押されていると認識
することはない。本まわりこみ防止機構の特徴は列ライ
ンに電流の向きに応じて複数のダイオードを挿入したこ
とにある。このダイオードはキー読取り動作においてレ
シーバ入力端での電圧をシフトする働きがあるが、その
シフト電圧は本当にキーがおされている場合に比べてま
わりこみによる電流が流れている場合は3倍の大きさに
なる。第6図の例でいうとレシーバRV2の入力端にお
いてはDlblとDi b2の2ヶ分の電圧シフトがあ
るが、レシーバRVIにおいてはダイオードD2b2、
D2bl、D2al、D2a2、D1b2、Dlblの
6ケ分の電圧シフトになる。さし引き4ヶ分の電圧シフ
トがまわりこみかそうでないかの判別に寄与しているの
である。
このようなまわりこみ防止機能はLED回路の場合も同
様であり、LEDにかかる電圧は僅かでLEDは事実上
点灯しない。
様であり、LEDにかかる電圧は僅かでLEDは事実上
点灯しない。
勿論、上記に述べたレベルシフト電圧は概略値であり、
実際にダイオードのレベルシフト電圧に応じて、列ライ
ンに挿入するダイオードの数を選択する必要がある。
実際にダイオードのレベルシフト電圧に応じて、列ライ
ンに挿入するダイオードの数を選択する必要がある。
本実施例では列ラインのドライブの仕方は4本×2レベ
ルで8通りあるので、本回路を用いてドライブできるL
EDO数は最大32個となる。
ルで8通りあるので、本回路を用いてドライブできるL
EDO数は最大32個となる。
従来の方式では行ライン4本、列ライン4本、計8本の
インタフェース信号では16個のキーしか設けることが
できない。また、LEDを点灯しようとすると、さらに
別の信号線が必要であったが、本発明によれば8本のイ
ンタフェース信号で、トータルで32個までのキーまた
はLEDの任意の組み合わせを設けることができる。
インタフェース信号では16個のキーしか設けることが
できない。また、LEDを点灯しようとすると、さらに
別の信号線が必要であったが、本発明によれば8本のイ
ンタフェース信号で、トータルで32個までのキーまた
はLEDの任意の組み合わせを設けることができる。
本発明の方式ではマトリクスを流れる電流を双方向にす
ることで、列の数を等価的に従来の2倍にしている。第
1図の例で言えば、右のマトリクスは実は4行×8列の
マトリクスと等価である。
ることで、列の数を等価的に従来の2倍にしている。第
1図の例で言えば、右のマトリクスは実は4行×8列の
マトリクスと等価である。
これによって同じインタフェース信号線数で従来の2倍
のキーボード機能を制御できる。したがって、ケーブル
も細いままで良く、コストの点や取り扱いの容易さの点
でを利である。
のキーボード機能を制御できる。したがって、ケーブル
も細いままで良く、コストの点や取り扱いの容易さの点
でを利である。
また第1図から判るように、LEDの表示を行うための
ドライバと、キーの読み取りを行うためのプルアップ、
プルダウン抵抗の切り換え回路や列ドライバは、ハード
ウェア的には共通化できる。
ドライバと、キーの読み取りを行うためのプルアップ、
プルダウン抵抗の切り換え回路や列ドライバは、ハード
ウェア的には共通化できる。
従来のようにキーとLED表示で専用のハードウェアを
持つよりも小型で低コストになる。
持つよりも小型で低コストになる。
上記の説明では、マトリクスは4×4で説明したが、こ
の数値は単なる例であり、任意のnXmのマトリクス構
成とすることができる。
の数値は単なる例であり、任意のnXmのマトリクス構
成とすることができる。
以上説明したように本発明では、マトリクスの列ライン
を2組みとし、マトリクスを双方向に電流が流れるよに
うなマトリクス制御回路構成としたので、これによって
、同じインタフェースラインの数で2倍のスイッチの状
態を認識することができる。
を2組みとし、マトリクスを双方向に電流が流れるよに
うなマトリクス制御回路構成としたので、これによって
、同じインタフェースラインの数で2倍のスイッチの状
態を認識することができる。
また、同様なマトリクス制御回路でLEDをダイナミッ
ク表示するように構成したので、同じインタフェース数
で従来の2倍のLEI)をダイナミック表示することが
できる。
ク表示するように構成したので、同じインタフェース数
で従来の2倍のLEI)をダイナミック表示することが
できる。
さらに、スイッチの状態の認識と、LEDのダイナミッ
ク表示を同一のマトリクスで行い、時間的に、スイッチ
の状態を認識するとき以外は、LEDの点灯制御時を行
うようなマトリクス制御回路としたので、簡単な回路構
成でスイッチの状態の認識と、L 、E−Dのダイナミ
ック表示を行うことができる。その結果、制御装置本体
側のインタフェースも従来よりもコンパクトにすること
ができる。
ク表示を同一のマトリクスで行い、時間的に、スイッチ
の状態を認識するとき以外は、LEDの点灯制御時を行
うようなマトリクス制御回路としたので、簡単な回路構
成でスイッチの状態の認識と、L 、E−Dのダイナミ
ック表示を行うことができる。その結果、制御装置本体
側のインタフェースも従来よりもコンパクトにすること
ができる。
第1図は本発明のマトリクス制御回路の一実施例の構成
図、 第2図(a)はマトリクス要素が2個のスイッチで構成
されている場合の図、 第2図(b)はマトリクス要素が1個のスイッチと1個
のLEDで構成されている場合の図、第2図(C)はマ
トリクス要素が1個のスイ・ソチと1個のLEDで構成
されている場合の図、第2図(d)はマトリクス要素が
2個のLEDで構成されている場合の図、 第3図はドライブ回路のインタフェースを示す図、 第4図はドライブ回路をトランジスタで構成した例を示
す図、 第5図はドライブ回路をエンハンストメントMO3で構
成した例を示す図、 第6図はまわりこみ防止を説明するための図、第7図は
第6図の等価回路図、 第8図は従来のキーマトリクス方式の構成を示す図であ
る。 o −−−−−−・−・・・・・−・制御装置本体1・
・−・・・−−−−−−・−LEDデータレジスタ2−
・−・・・・・−・・・・ドライブ制御回路3・−・・
・−・−・−・−排他的論理和ゲート4・・・・・・−
・−・・・・パスバッファ20 −・・キーボード ROW 1〜ROW 4〜−−−−−−−−−− 行ラ
イフCOL 1〜COL 4−−−−−−−−−−一列
ラインRD V 1〜RD V 4−−− 行トラ
イフ回路CD V 1〜CD V 4−−−−−−−−
−−−−−列ドライブ回路RV 1〜RV 4 −−
−−−−−−− L/ ’i −ハ特許出願人 フ
ァナック株式会社 代理人 弁理士 服部毅巖 第5図 第6図 第2図(c) 第2図(d) 第7図
図、 第2図(a)はマトリクス要素が2個のスイッチで構成
されている場合の図、 第2図(b)はマトリクス要素が1個のスイッチと1個
のLEDで構成されている場合の図、第2図(C)はマ
トリクス要素が1個のスイ・ソチと1個のLEDで構成
されている場合の図、第2図(d)はマトリクス要素が
2個のLEDで構成されている場合の図、 第3図はドライブ回路のインタフェースを示す図、 第4図はドライブ回路をトランジスタで構成した例を示
す図、 第5図はドライブ回路をエンハンストメントMO3で構
成した例を示す図、 第6図はまわりこみ防止を説明するための図、第7図は
第6図の等価回路図、 第8図は従来のキーマトリクス方式の構成を示す図であ
る。 o −−−−−−・−・・・・・−・制御装置本体1・
・−・・・−−−−−−・−LEDデータレジスタ2−
・−・・・・・−・・・・ドライブ制御回路3・−・・
・−・−・−・−排他的論理和ゲート4・・・・・・−
・−・・・・パスバッファ20 −・・キーボード ROW 1〜ROW 4〜−−−−−−−−−− 行ラ
イフCOL 1〜COL 4−−−−−−−−−−一列
ラインRD V 1〜RD V 4−−− 行トラ
イフ回路CD V 1〜CD V 4−−−−−−−−
−−−−−列ドライブ回路RV 1〜RV 4 −−
−−−−−−− L/ ’i −ハ特許出願人 フ
ァナック株式会社 代理人 弁理士 服部毅巖 第5図 第6図 第2図(c) 第2図(d) 第7図
Claims (8)
- (1)複数のスイッチの状態を認識するマトリクス制御
回路において、 マトリクスの各交点に2個ずつ配置され、互いに逆方向
のまわりこみ防止ダイオードを備えたスイッチと、 前記マトリクスの各列をハイレベルあるいはロウレベル
にドライブする第1のドライブ回路と、前記マトリクス
の各行をハイレベルあるいはロウレベルにドライブする
第2のドライブ回路と、前記マトリクスの各行に接続さ
れ、スイッチの状態を認識するためのレシーバ回路とを
有し、前記マトリクスの各列は2本のラインで構成され
、互いに逆方向に並列に接続されたダイオードを有し、
ダイオードの前記マトリクスと逆側が1本のラインに接
続され、かつ前記第1のドライブ回路に接続され、 スイッチの状態を認識する際、前記第1のドライブ回路
と前記第2のレベルを逆にすることにより、ドライブ電
流の向きを双方向にするように構成したことを特徴とす
るマトリクス制御回路。 - (2)前記スイッチはキーボードのキースイッチである
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のマトリク
ス制御回路。 - (3)LED(発光ダイオード)をダイナミック表示す
るマトリクス制御回路において、 各マトリクスの交点に互いに極性を逆に2個ずつ配置さ
れたLEDと、 前記マトリクスの各列をハイレベルあるいはロウレベル
にドライブする第1のドライブ回路と、前記マトリクス
の各行をハイレベルあるいはロウレベルにドライブする
第2のドライブ回路と、前記マトリクスの各列は2本の
ラインで構成され、互いに逆方向に並列に接続されたダ
イオードを有し、ダイオードの前記マトリクスと逆側が
1本のラインに接続され、かつ前記第1のドライブ回路
に接続され、 前記LEDを点灯させる際、前記第1のドライブ回路と
前記第2のレベルを逆にすることにより、ドライブ電流
の向きを双方向にするように構成したことをを特徴とす
るマトリクス制御回路。 - (4)複数のスイッチの状態を認識し、LED(発光ダ
イオード)をダイナミック表示するマトリクス制御回路
において、 各マトリクスの交点に配置され、まわりこみ防止ダイオ
ードを備えたスイッチと、 前記の交点に交点配置されたLEDと、 前記マトリクスの各列をハイレベルあるいはロウレベル
にドライブする第1のドライブ回路と、前記マトリクス
の各行をハイレベルあるいはロウレベルにドライブする
第2のドライブ回路と、前記マトリクスの各行に接続さ
れ、スイッチの状態を認識するためのレシーバ回路とを
有し、前記マトリクスの各列は2本のラインで構成され
、互いに逆方向に並列に接続されたダイオードを有し、
ダイオードの前記マトリクスと逆側が1本のラインに接
続され、かつ前記第1のドライブ回路に接続され、 スイッチの状態を認識する際、あるいはLEDを点灯さ
せる際、前記第1のドライブ回路と前記第2のレベルを
逆にすることにより、ドライブ電流の向きを双方向にす
るように構成したことを特徴とするマトリクス制御回路
。 - (5)前記マトリクスの交点は互いに逆方向に接続され
た2個のスイッチから構成されることを特徴とする特許
請求の範囲第4項記載のマトリクス制御回路。 - (6)前記マトリクスの交点は互いに極性が逆に接続さ
れた2個のLEDから構成されることを特徴とする特許
請求の範囲第4項記載のマトリクス制御回路。 - (7)前記マトリクスの交点はまわりこみダイオードを
直列に接続したスイッチと、LEDから構成されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第4項記載のマトリク
ス制御回路。 - (8)前記スイッチの状態を認識するとき以外は前記L
EDを点灯させる動作を実行するようにしたことを特徴
とする特許請求の範囲第4項記載のマトリクス制御回路
。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1026431A JPH02205912A (ja) | 1989-02-03 | 1989-02-03 | マトリクス制御回路 |
PCT/JP1990/000051 WO1990008998A1 (en) | 1989-02-03 | 1990-01-17 | Matrix controller |
EP19900901897 EP0408765A1 (en) | 1989-02-03 | 1990-01-17 | Matrix controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1026431A JPH02205912A (ja) | 1989-02-03 | 1989-02-03 | マトリクス制御回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02205912A true JPH02205912A (ja) | 1990-08-15 |
Family
ID=12193323
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1026431A Pending JPH02205912A (ja) | 1989-02-03 | 1989-02-03 | マトリクス制御回路 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0408765A1 (ja) |
JP (1) | JPH02205912A (ja) |
WO (1) | WO1990008998A1 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012009039A (ja) * | 2006-06-20 | 2012-01-12 | Qualcomm Inc | 移動体装置におけるキーマトリクスへの2線接続 |
JP2016504685A (ja) * | 2012-12-21 | 2016-02-12 | アップル インコーポレイテッド | キー毎に個別ledを備えるコンピュータキーボードキースキャン共有マトリックス |
JP2016091564A (ja) * | 2014-11-04 | 2016-05-23 | シュネーデル、エレクトリック、インダストリーズ、エスアーエスSchneider Electric Industries Sas | ヒューマン−マシン対話システム用の制御モジュール |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5726399A (en) * | 1996-02-06 | 1998-03-10 | Inventio Ag | Apparatus for scanning elevator call buttons |
GB2359171A (en) * | 2000-02-10 | 2001-08-15 | Mitel Corp | Keyboard encoding |
DE102007005374A1 (de) * | 2007-02-02 | 2008-08-07 | Austriamicrosystems Ag | Schaltungsanordnung und Verfahren zum Betrieb einer Schaltungsanordnung |
GB0820246D0 (en) * | 2008-11-05 | 2008-12-10 | Distance Lab Ltd | Remote impact device |
US9755664B2 (en) * | 2010-12-22 | 2017-09-05 | Echostar Technologies L.L.C. | Methods and apparatus for efficient illumination of individual keys in a keyboard |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61107418A (ja) * | 1984-10-31 | 1986-05-26 | Sony Corp | キ−装置 |
JPS62173514A (ja) * | 1986-01-27 | 1987-07-30 | Fujitsu Ltd | 走査点燈方式 |
JPS62209609A (ja) * | 1986-03-10 | 1987-09-14 | Alps Electric Co Ltd | 入力制御装置 |
-
1989
- 1989-02-03 JP JP1026431A patent/JPH02205912A/ja active Pending
-
1990
- 1990-01-17 WO PCT/JP1990/000051 patent/WO1990008998A1/ja not_active Application Discontinuation
- 1990-01-17 EP EP19900901897 patent/EP0408765A1/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012009039A (ja) * | 2006-06-20 | 2012-01-12 | Qualcomm Inc | 移動体装置におけるキーマトリクスへの2線接続 |
US8471733B2 (en) | 2006-06-20 | 2013-06-25 | Qualcomm Incorporated | Two-wire connection to a key matrix in a mobile device |
JP2016504685A (ja) * | 2012-12-21 | 2016-02-12 | アップル インコーポレイテッド | キー毎に個別ledを備えるコンピュータキーボードキースキャン共有マトリックス |
JP2016091564A (ja) * | 2014-11-04 | 2016-05-23 | シュネーデル、エレクトリック、インダストリーズ、エスアーエスSchneider Electric Industries Sas | ヒューマン−マシン対話システム用の制御モジュール |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1990008998A1 (en) | 1990-08-09 |
EP0408765A1 (en) | 1991-01-23 |
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