KR20100027525A - 키 스캔 회로 - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 키 스캔 회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전류 분배를 사용하여 키 입력부의 상태를 스캔함으로써 누설 전류를 줄이고, 소형화 및 회로의 간소화가 가능한 키 스캔 회로에 관한 것이다.
키(key)가 복수개 배치되어 있는 입력장치는, 전자 제품에 다양하게 사용되고 있다. 입력 장치에 배치되어 있는 키를 사용자가 누르면 전자 제품에 특정한 명령을 입력할 수 있다.
이러한 키 입력장치에서는 일반적으로 마이크로 프로세서에서 키의 온/오프를 인지하는 방식이 사용되고 있다. 이를 위해서 복수의 키를 매트릭스로 연결하고, 각각의 교차점에서 상기 마이크로 프로세서의 입력단 및 출력단에 접속함으로써 어느 교차점에 있는 키가 온(on) 되어있는지를 판단하도록 하고 있다.
그러나, 이러한 키 매트릭스를 이용한 키 스캔 방법에 있어서는 마이크로 프로세서에서 키의 온/오프를 인지하기 위한 포트를 여러개 형성해야 하므로 다른 데이터의 입출력을 위해서는 더 많은 포트를 갖는 마이크로 프로세서를 사용해야 하 므로 제조원가가 비싸지고 기판의 면적이 커지는 문제점이 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 전류 분배 회로를 사용하여 키 입력부의 상태를 스캔함으로써 누설 전류를 줄이고, 소형화 및 회로의 간소화가 가능한 키 스캔 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면은, 저항 및 스위치가 직렬 연결된 회로가 전원 입력단과 키 스캔단 사이에 복수개 병렬로 연결되며, 병렬 연결되는 복수개의 저항은 각각 서로 다른 저항값을 갖는 키 입력부와, 상기 키 스캔단에 일단이 연결되는 전류 미러 회로, 및 상기 전류 미러 회로의 타단과 상기 전원 입력단 사이에 연결되는 기준 전류원을 포함하는 키 스캔 회로를 제공할 수 있다.
상기 키 스캔 회로는, 상기 전류 미러 회로의 일단이 키 입력 신호를 검출하는 외부의 검출수단에 연결될 수 있다.
상기 전류 미러 회로는, 상기 기준 전류원에 흐르는 전류와 동일한 전류를 상기 키 입력부에 흐르게 할 수 있다.
상기 전류 미러 회로는, 상기 키 스캔단에 드래인이 연결되며 소스는 접지되 는 제1 트랜지스터와, 상기 기준 전류원에 드래인이 연결되고, 소스는 접지되고, 상기 드래인 및 게이트가 연결되며, 상기 게이트가 상기 제1 트랜지스터의 게이트와 연결되는 제2 트랜지스터, 및 상기 제1 및 제2 트랜지스터의 게이트에 일단이 연결되고 타단은 접지되는 캐패시터를 포함할 수 있다.
상기 전류 미러 회로는, 상기 제1 트랜지스터의 드래인과 소스 사이에 연결되어 누설 전류를 제거하는 제3 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일측면은, 저항 및 스위치가 직렬 연결된 회로가 전원 입력단과 키 스캔단 사이에 복수개 병렬로 연결되며, 병렬 연결되는 복수개의 저항은 각각 서로 다른 저항값을 갖는 키 입력부와, 상기 키 스캔단에 일단이 연결되는 전류 미러 회로, 및 상기 전류 미러 회로의 타단과 상기 전원 입력단 사이에 연결되는 기준 저항을 포함하는 키 스캔 회로를 제공할 수 있다.
상기 키 스캔 회로는, 상기 전류 미러 회로의 타단이 키 입력 신호를 검출하는 외부의 검출수단에 연결될 수 있다.
상기 전류 미러 회로는, 상기 키 입력부에 흐르는 전류와 동일한 전류를 상기 기준 저항으로 흐르게 할 수 있다.
상기 전류 미러 회로는, 상기 기준 저항에 드래인이 연결되며 소스는 접지되는 제1 트랜지스터와, 상기 키 스캔단에 드래인이 연결되고, 소스는 접지되고, 상기 드래인 및 게이트가 연결되며, 상기 게이트가 상기 제1 트랜지스터의 게이트와 연결되는 제2 트랜지스터, 및 상기 제1 및 제2 트랜지스터의 게이트에 일단이 연결되고 타단은 접지되는 캐패시터를 포함할 수 있다.
상기 전류 미러 회로는, 상기 키 스캔단과 제2 트랜지스터 사이에 형성되는 제3 트랜지스터, 및 상기 제3 트랜지스터의 소스와 게이트 사이에 형성되는 제4 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전류 분배 회로를 사용하여 키 입력부의 상태를 스캔함으로써 누설 전류를 줄이고, 소형화 및 회로의 간소화가 가능한 키 스캔 회로를 얻을 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하겠다.
도 1은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 키 스캔 회로의 회로도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시형태에 따른 키 스캔 회로(100)는, 키 입력 부(110), 전류 미러 회로(120), 및 기준 전류원(130)을 포함할 수 있다.
상기 키 입력부(110)는, 저항(111) 및 스위치(112)가 직렬로 연결된 회로가 복수개 병렬로 연결될 수 있다.
상기 키 입력부(110)는 일단이 전원 입력단(101)에 연결되고, 타단은 키 스캔단(102)에 연결될 수 있다. 상기 키 입력부(110)에서 병렬 연결된 복수개의 저항(R1, R2,...Rn)은 각각 서로 다른 저항값을 가질 수 있다. 상기 복수개의 저항 각각에 직렬 연결되는 스위치(SW1, SW2,...SWn)는 키 입력에 따라 온/오프 될 수 있다. 상기 스위치의 동작에 따라 상기 전원 입력단(101) 및 키 스캔단(102)을 전기적으로 연결할 수 있다.
상기 전류 미러 회로(120)는 일단이 상기 키 스캔단(102)에 연결되고, 타단은 상기 기준 전류원(130)에 연결될 수 있다. 상기 전류 미러 회로(120)는 상기 기준 전류원에 흐르는 전류(Iref)와 동일한 크기의 전류가 상기 키 입력부(110)에 흐르게 할 수 있다.
본 실시형태에서, 상기 전류 미러 회로(120)는, 상기 키 스캔단(102)에 드래인이 연결되며 소스는 접지되는 제1 트랜지스터(121), 상기 기준 전류원(130)에 드래인이 연결되고, 소스는 접지되고, 상기 드래인 및 게이트가 연결되며, 상기 게이트가 상기 제1 트랜지스터(121)의 게이트와 연결되는 제2 트랜지스터(122), 및 상기 제1 및 제2 트랜지스터의 게이트에 일단이 연결되고 타단은 접지되는 캐패시터(123)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전류 미러 회로(120)는, 상기 제1 트랜지스터(121)의 드래인과 소스 사이에 연결되는 제3 트랜지스터(124)를 더 포함할 수 있으며, 상기 제3 트랜지스터(124)는 상기 키 스캔단(102)의 전압을 그라운드에 연결하여 기생 캐패시터에 의한 유동(floating) 전압을 방전하여 동작 오류를 방지할 수 있고, 기준 전류원을 오프시켜 누설 전류를 제거할 수 있다.
상기 기준 전류원(130)에 흐르는 전류와 동일한 세기의 전류를 상기 키 입력부(110)에 흐르게 할 수 있다면, 상기 전류 미러 회로(120)의 형태는 다양하게 구현될 수 있다.
상기 키 스캔 회로(100)의 구체적인 작동원리를 설명하겠다.
먼저 상기 전원 입력단(101)에 외부의 전원(Vdd)이 연결되고 상기 키 입력부(110)에서 하나의 스위치가 온(on) 되면, 상기 전원 입력단(101)과 키 스캔단(102)이 전기적으로 연결되어, 상기 기준 전류원(130)에서 기준 전류(Iref)가 발생될 수 있다.
상기 전류 미러 회로(120)에 의해서, 상기 기준 전류원(130)에 흐르는 기준 전류(Iref)와 동일한 크기의 전류(In)가 상기 키 입력부(110) 중 온(on)된 스위치를 통해 흐를 수 있다.
이 때, 상기 키 입력부를 흐르는 전류(In)의 세기는 이미 기준 전류(Iref)에 의해 정해졌으므로, 상기 키 입력부(110)에서 온(on)되는 스위치에 연결된 저항값에 따라 상기 키 입력부(110)에 걸리는 전압의 크기가 달라질 수 있다. 즉, SW1이 온 된 경우에는 상기 키 입력부에 걸리는 전압은 상기 SW1에 연결된 저항(R1)과 상기 기준 전류(Iref)를 곱한 값이 될 수 있다.
따라서, 상기 키 스캔단(102)에서의 전압을 측정하는 식을 아래와 같이 쓸 수 있다.
여기서, V1 은 상기 키 스캔단(102)에서의 전압을 나타내고, Vdd는 상기 전원 입력단(101)에서의 전압, Rn 은 온(on)된 스위치에 직렬 연결된 저항값, In은 상기 Rn을 흐르는 전류를 나타낸다. 상기에서 검토한 바와 같이, In은 상기 기준 전류원(130)에 흐르는 전류인 Iref와 동일한 세기를 갖는 전류일 수 있다.
이처럼, 본 실시형태에서는 키 입력부(110)에서 키 입력에 의해 스위치가 온(on) 되고, 이에 따라 상기 전원 입력단(101)과 키 스캔단(102)이 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 온 된 스위치에 연결된 저항을 통과하는 전류는 기준 전류원(130)에 흐르는 전류와 동일하므로 상기 키 스캔단(102)에서의 전압을 구할 수 있다.
상기 키 입력부(110)에는 저항 및 스위치가 직렬 연결된 회로가 복수개 병렬 연결되어 있어, 외부에서 키 입력시 어느 하나의 스위치를 온(on) 상태로 작동시킬 수 있다. 상기 키 입력부(110)에서 복수개의 병렬 연결된 스위치(SW1, SW2,...SWn) 중 하나의 스위치가 온 되면 상기 온(on)된 스위치에 연결된 저항에 의해 상기 전원 입력단(101)과 키 스캔단(102) 사이의 전압차가 결정될 수 있다.
상기 키 입력부(110)에서 스위칭 동작에 따라 상기 키 스캔단(102)에서의 전압이 다르므로, 상기 키 스캔단(102)을 외부의 검출수단(160)과 연결하여, 상기 키 스캔단(102)에서의 전압에 의해 상기 키 입력부(110)의 동작 상태를 측정할 수 있다. 즉, 상기 키 입력부(110)에 형성된 복수개의 스위치 중 어떤 스위치가 온 되어 있는지를 검출하여 키 입력을 스캔할 수 있다. 상기 외부의 검출수단은 아날로그 디지털 컨버터(ADC : Analog-Digital Converter)일 수 있다.
이처럼, 본 실시형태에서는 키 스캔단(102)에서의 전압만을 측정함으로써 키 입력부(110)의 동작상태를 검출할 수 있으므로, 마이크로 프로세서와 연결되는 포트를 줄일 수 있어서, 회로의 간소화 및 소형화에 유리할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 전류 미러 회로 및 전류 분배를 사용하여 키 입력부의 상태를 스캔하므로, 전압 분배에 의한 경우보다 누설 전류를 줄일 수 있어서, 슬립 모드(sleep mode)를 지원하는 RF 방식의 리모콘에 사용될 때 리모콘의 수명을 연장시킬 수 있다.
도 2는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 키 스캔 회로의 회로도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시형태에 따른 키 스캔 회로(200)는, 키 입력 부(210), 전류 미러 회로(220), 및 기준 저항(230)을 포함할 수 있다.
상기 키 입력부(210)는, 저항(211) 및 스위치(212)가 직렬로 연결된 회로가 복수개 병렬로 연결될 수 있다.
상기 키 입력부(210)는 일단이 전원 입력단(201)에 연결되고, 타단은 키 스캔단(202)에 연결될 수 있다. 상기 키 입력부(210)에서 병렬 연결된 복수개의 저항(R1, R2,...Rn)은 각각 서로 다른 저항값을 가질 수 있다. 상기 복수개의 저항 각각에 직렬 연결되는 스위치(SW1, SW2,...SWn)은 키 입력에 따라 온/오프 될 수 있다. 상기 스위치의 동작에 따라 상기 전원 입력단(201) 및 키 스캔단(202)을 전기적으로 연결할 수 있다.
상기 전류 미러 회로(220)는 일단이 상기 키 스캔단(202)에 연결되고, 타단은 상기 기준 저항(230)에 연결될 수 있다. 상기 전류 미러 회로(220)는 상기 키 입력부(210)에 흐르는 기준 전류(Iref)와 동일한 크기의 전류가 상기 기준 저항(230)에 흐르게 할 수 있다.
본 실시형태에서, 상기 전류 미러 회로(220)는, 상기 기준 저항(230)에 드래인이 연결되며 소스는 접지되는 제1 트랜지스터(221), 상기 키 스캔단(202)에 드래인이 연결되고, 소스는 접지되고, 상기 드래인 및 게이트가 연결되며, 상기 게이트가 상기 제1 트랜지스터(221)의 게이트와 연결되는 제2 트랜지스터(222), 및 상기 제1 및 제2 트랜지스터의 게이트에 일단이 연결되고 타단은 접지되는 캐패시터(223)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전류 미러 회로(220)는, 상기 키 스캔단(202)과 제2 트랜지스터(222) 사이에 형성되는 제3 트랜지스터(224), 및 상기 제3 트랜지스터(224)의 소스와 게이트 사이에 형성되는 제4 트랜지스터(225)를 더 포함할 수 있다.
상기 제3 트랜지스터(224) 및 제4 트랜지스터(225)는, Iref를 제로(0)로 만들어 누설 전류를 제거하고, 또한 상기 키 스캔단(202)의 전압을 접지에 연결하여 기생 캐패시턴스에 의한 유동(floating) 전압을 방전하여 동작 오류를 방지할 수 있다.
상기 키 입력부(210)에 흐르는 전류와 동일한 세기의 전류를 상기 기준 저항(230)에 흐르게 할 수 있다면, 상기 전류 미러 회로(220)의 형태는 다양하게 구현될 수 있다.
상기 키 스캔 회로(200)의 구체적인 작동원리를 설명하겠다.
먼저 상기 전원 입력단(201)에 외부의 전원(Vdd)이 연결되고 상기 키 입력부(210)에서 하나의 스위치가 온(on) 되면, 상기 전원 입력단(201)과 키 스캔단(202)이 전기적으로 연결되어, 상기 키 입력부(210)를 흐르는 기준 전류(Iref)가 발생될 수 있다.
상기 전류 미러 회로(220)에 의해서, 상기 키 입력부(210)에 흐르는 기준 전류(Iref)와 동일한 크기의 전류(In)가 상기 기준 저항(230)으로 흐를 수 있다.
이 때, 상기 키 입력부를 흐르는 전류(Iref)의 세기는 상기 키 입력부(210) 에서 온(on)되는 스위치에 연결된 저항값에 따라 달라질 수 있다. 또한, 상기 키 입력부에 걸리는 전압은 온 되는 스위치에 따라 달라질 수 있다. 즉, SW1이 온 된 경우에는 상기 키 입력부에 걸리는 전압은 상기 SW1에 연결된 저항(R1)과 상기 기준 전류(Iref)를 곱한 값이 될 수 있다.
상기 전류 미러 회로(220)에 의해, 상기 기준 저항(230)을 흐르는 전류(In)는 상기 키 입력부(210)에 흐르는 전류(Iref)와 동일하므로 상기 기준 저항(230)의 일단에서의 전압을 측정하는 식을 아래와 같이 쓸 수 있다.
여기서, V1 은 상기 기준 저항(230)의 일단에서의 전압을 나타내고, Vdd는 상기 전원 입력단(201)에서의 전압, Rref 는 기준 저항, In은 상기 Rref 를 흐르는 전류를 나타낸다. 상기에서 검토한 바와 같이, In은 상기 키 입력부(210)에 흐르는 전류인 Iref와 동일한 세기를 갖는 전류일 수 있다.
이처럼, 본 실시형태에서는 키 입력부(210)에서 키 입력에 의해 스위치가 온(on) 되고, 이에 따라 상기 전원 입력단(201)과 키 스캔단(202) 사이에 전류가 흐를 수 있다. 이때, 상기 온 된 스위치에 연결된 저항을 통과하는 전류(Iref)가 기준 전류가 될 수 있다.
상기 키 입력부(210)에는 저항 및 스위치가 직렬 연결된 회로가 복수개 병렬 연결되어 있어, 외부에서 키 입력시 어느 하나의 스위치를 온(on) 상태로 작동시킬 수 있다. 상기 키 입력부(210)에서 복수개의 병렬 연결된 스위치(SW1, SW2,...SWn) 중 하나의 스위치가 온 되면 상기 온(on)된 스위치에 연결된 저항에 따라 상기 전원 입력단(201)과 키 스캔단(202) 사이에 흐르는 전류(Iref)가 달라질 수 있다.
따라서, 상기 기준 저항(230)을 흐르는 전류(In)도 상기 키 입력부(210)에서 온 된 스위치에 연결된 저항에 의해 달라지며, 상기 기준 저항(230)의 일단에서의 전압(V1)도 상기 키 입력부(210)의 저항에 의해 결정될 수 있다.
본 실시형태에서는, 상기 기준 저항(230)의 일단을 외부의 검출수단(260)과 연결하여, 상기 기준 저항(230)의 일단에서의 전압에 의해 상기 키 입력부(210)의 동작 상태를 측정할 수 있다. 즉, 상기 키 입력부(210)에 형성된 복수개의 스위치 중 어떤 스위치가 온 되어 있는지를 검출하여 키 입력을 스캔할 수 있다. 상기 외부의 검출수단(260)은 아날로그 디지털 컨버터(ADC : Analog-Digital Converter)일 수 있다.
이처럼, 본 실시형태에서는 기준 저항(230)의 일단에서의 전압만을 측정함으로써 키 입력부(210)의 동작상태를 검출할 수 있으므로, 마이크로 프로세서와 연결되는 포트를 줄일 수 있어서, 회로의 간소화 및 소형화에 유리할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 전류 미러 회로 및 전류 분배를 사용하여 키 입력부의 상태를 스캔하므로, 전압 분배에 의한 경우보다 누설 전류를 줄일 수 있어서, 슬립 모드(sleep mode)를 지원하는 RF 방식의 리모콘에 사용될 때 리모콘의 수명을 연장시킬 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
도 1은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 키 스캔 회로의 구성도이다.
도 2는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 키 스캔 회로의 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>
110 : 키 입력부 120 : 전류 미러 회로
130 : 기준 전류원 160 : 검출수단
230 : 기준 저항
Claims (10)
- 저항 및 스위치가 직렬 연결된 회로가 전원 입력단과 키 스캔단 사이에 복수개 병렬로 연결되며, 병렬 연결되는 복수개의 저항은 각각 서로 다른 저항값을 갖는 키 입력부;상기 키 스캔단에 일단이 연결되는 전류 미러 회로; 및상기 전류 미러 회로의 타단과 상기 전원 입력단 사이에 연결되는 기준 전류원을 포함하는 키 스캔 회로.
- 제1항에 있어서,상기 키 스캔 회로는,상기 전류 미러 회로의 일단이 키 입력 신호를 검출하는 외부의 검출수단에 연결되는 것을 특징으로 하는 키 스캔 회로.
- 제1항에 있어서,상기 전류 미러 회로는,상기 기준 전류원에 흐르는 전류와 동일한 전류를 상기 키 입력부에 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 키 스캔 회로.
- 제3항에 있어서,상기 전류 미러 회로는,상기 키 스캔단에 드래인이 연결되며 소스는 접지되는 제1 트랜지스터;상기 기준 전류원에 드래인이 연결되고, 소스는 접지되고, 상기 드래인 및 게이트가 연결되며, 상기 게이트가 상기 제1 트랜지스터의 게이트와 연결되는 제2 트랜지스터; 및상기 제1 및 제2 트랜지스터의 게이트에 일단이 연결되고 타단은 접지되는 캐패시터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 키 스캔 회로.
- 제4항에 있어서,상기 전류 미러 회로는,상기 제1 트랜지스터의 드래인과 소스 사이에 연결되어 누설 전류를 제거하는 제3 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 키 스캔 회로.
- 저항 및 스위치가 직렬 연결된 회로가 전원 입력단과 키 스캔단 사이에 복수개 병렬로 연결되며, 병렬 연결되는 복수개의 저항은 각각 서로 다른 저항값을 갖는 키 입력부;상기 키 스캔단에 일단이 연결되는 전류 미러 회로; 및상기 전류 미러 회로의 타단과 상기 전원 입력단 사이에 연결되는 기준 저항을 포함하는 키 스캔 회로.
- 제6항에 있어서,상기 키 스캔 회로는,상기 전류 미러 회로의 타단이 키 입력 신호를 검출하는 외부의 검출수단에 연결되는 것을 특징으로 하는 키 스캔 회로.
- 제6항에 있어서,상기 전류 미러 회로는,상기 키 입력부에 흐르는 전류와 동일한 전류를 상기 기준 저항으로 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 키 스캔 회로.
- 제8항에 있어서,상기 전류 미러 회로는,상기 기준 저항에 드래인이 연결되며 소스는 접지되는 제1 트랜지스터;상기 키 스캔단에 드래인이 연결되고, 소스는 접지되고, 상기 드래인 및 게이트가 연결되며, 상기 게이트가 상기 제1 트랜지스터의 게이트와 연결되는 제2 트랜지스터;상기 제1 및 제2 트랜지스터의 게이트에 일단이 연결되고 타단은 접지되는 캐패시터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 키 스캔 회로.
- 제9항에 있어서,상기 전류 미러 회로는,상기 키 스캔단과 제2 트랜지스터 사이에 형성되는 제3 트랜지스터; 및상기 제3 트랜지스터의 소스와 게이트 사이에 형성되는 제4 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 키 스캔 회로.
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