KR920001960B1 - 키 입력장치 - Google Patents

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KR920001960B1
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히토시 이나바
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가부시기가이샤 도시바
아오이 죠이치
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Abstract

내용 없음.

Description

키 입력장치
제1도는 본 발명의 키 입력장치의 제1실시예 구성을 도시하는 도면.
제2도는 출력포트로부터의 출력을 도시하는 타이밍 차트.
제3도는 기준전압 변화의 양상을 도시하는 도면.
제4a도~제4c도는 기간 TL1에 있어서의 CPU의 동작플로우 차트.
제5도는 본 발명의 키 입력장치의 제2실시예 구성을 도시하는 도면.
제6도는 제2실시예에 있어서의 출력포트로부터의 출력을 도시하는 타이밍 차트.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
31 : 매트릭스 회로 32, 35 : 라인버스
36, 43 : 컬럼버스 44 : 마이크로컴퓨터
45 : 직렬저항회로 46 : 정전압단자
47 : CPU 52 : D/A변환기
53 : 비교기
본 발명은 매트릭스 구성된 복수의 키스위치중 어느쪽의 키스위치가 조작되었는지를 간단한 구성으로 쉽게 검출할 수 있도록 한 키 입력장치에 관한 것이다.
공지된 바와 같이, 예를들면 텔레비전 수상기나 비디오테이프 레코더 등의 전자기기에 있어서는 마이크로 컴퓨터를 사용한 키 입력 장치에 의하여 복수의 키스위치 중 어느것이 조작되었는지를 검출하도록 하고 있다.
이와 같은 키 입력 장치에 있어서는, 예를들면 N개의 라인버스와 M개의 컬럼버스가 매트릭스 현상으로 배치되고, 각각의 교점에 키스위치가 구성되고 있다. 그리고 라인버스는 마이크로컴퓨터의 N개의 출력포트 각각에 접속되고, 또 컬럼버스는 상기 마이크로 컴퓨터의 M개의 입력포트 각각에 접속되고 있다.
그리고, 마이크로컴퓨터의 각 출력포트는 통상하이(H)레벨에서 주기적으로 로우(L)레벨이 되는 구동신호를 출력한다. 이 경우 복수의 출력포트가 동시에 L레벨을 출력하지 않도록 차례로 각 출력포트에서 L레벨이 출력되도록 구성된다. 즉, 차례로 라인버스의 각각에 L레벨의 구동신호가 공급된다. 이로 인해 어느 1개의 키스위치가 조작되어 온 상태가 되면 마이크로컴퓨터의 M개의 입력포트의 어느 1개가 어느하나의 출력포트에서 L레벨이 출력된 타이밍으로 L레벨의 입력신호를 받는다.
따라서 마이크로컴퓨터는 어느 입력포트가 어느 타이밍으로 L레벨이 되었는지를 판별함으로써 어느 키스위치가 조작되었는지를 검출할 수 있다.
그러나 이와 같은 종래의 키 입력 장치에서는 마이크로컴퓨터에 M개의 입력포트와 N개의 출력포트의 합계 M+N개의 포트가 필요해진다. 따라서 마이크로컴퓨터를 대규모 집적회로(LSI)로서 설계하기는 바람직하지 못한 결함이 발생한다. 또 일반적으로 K개의 키스위치에 대해서는, 2 K개 이상의 포트수가 필요해진다.
그러므로 종래부터 마이크로컴퓨터의 입력포트를 1개로한 키 입력 장치가 알려져 있다. 즉, N개의 라인 버스와 M개의 컬럼버스가 매트릭스 형상으로 배치되고, 각각의 교점에 키스위치가 구성되고 있다. 그리고 라인버스는 마이크로컴퓨터의 N개의 출력포트 각각에 접속되고 있다. 또, 이들 라인버스의 각각에는 각 키스위치의 일단이 접속되어 각각의 접속점 간에 1개씩 저항이 삽입접속된다. 컬럼버스는 상기 마이크로컴퓨터의 1개의 입력포트에 공통으로 접속되어 있다. 또, 이들의 컬럼버스는 일단이 직류전압이 인가되는 정전압 단자에 접속된 저항의 타단에 공통으로 접속되고 있다.
그리고, 마이크로컴퓨터의 각 출력포트는 통상 개방상태로 있고, 주기적으로 L레벨이 되는 신호를 출력한다. 이 경우, 복수의 출력포트가 동시에 L레벨을 출력하지 않도록 차례로 각 출력포트로부터 L레벨이 출력되도록 구성되고 있다. 즉, 차례로 라인버스의 각각에 L레벨의 신호가 공급된다. 또 마이크로컴퓨터는 입력포트에 인가된 전압레벨을 그 크기에 대응되는 디지탈 데이타로 변환하는 기능을 가지고 있다.
이로인해 어느 1개의 키스위치가 조작되어 온상태가 되면, 마이크로컴퓨터의 입력포트에는 어느 한쪽의 출력포트로부터 L레벨이 출력된 타이밍으로 조작된 키스위치에 대응하는 전압레벨이 인가된다. 따라서, 마이크로컴퓨터는 입력포트에 어느 타이밍으로 얼마만큼의 전압레벨이 인가되었는지를 판별함으로써, 어느 키 스위치가 조작되었는지를 검출할 수 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 마이크로컴퓨터의 입력포트 수가 1개로 족하고, 포트수를 대폭적으로 삭감할 수 있다. 이 경우에 포트수 J는 K개의 키스위치에 대해서 1개의 라인버스상에 설치된 저항의 수를 I개로 하면,
J = 1+{K/(I+1)}개
이상이 된다. 예를들면, 32개의 키스위치에 대해서는 1개의 라인버스 상에 설치된 저항의 수는 7개가 되고, 포트수 J는 J={32/7+1)}=5개가 된다(입력포트 1개, 출력포트 4개).
그러나, 이와 같은 키 입력장치에서는 마이크로컴퓨터의 포트수는 삭감은 되나, 다수의 저항의 필요하므로 부품의 수가 증대하여 구성의 복잡화를 초래하는 문제가 발생한다. 일반적으로 총저항수 H는 H=I.{K/(I+1)}+1개 이상이 필요해진다. 예를들면, 32개의 키스위치에 대해서는, 1개의 라인버스 상에 설치된 저항의 수는 7개가 되고, 따라서 총 저항수 H는 H=7.{32/(7+1)}+1=29개가 된다.
이와 같이 종래의 키 입력장치에서는 마이크로컴퓨터의 포트수가 증대되거나, 포트수의 삭감을 도모하면 저항의 수가 증대되는 문제가 있다.
그러므로, 본 발명의 목적은 포트수의 삭감을 도모하는 동시에 부품의 수도 삭감될 수 있는 극히 양호한 키 입력장치를 제공하는 것이다.
즉, 본 발명의 키 입력장치는 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 라인버스 및 복수의 컬럼버스; 상기 라인버스와 컬럼버스와의 각 교차부분에 각각 설치된 복수의 키스위치를 포함하는, 어느 1개의 라인버스와 어느 1개의 컬럼버스를 선택적으로 결합할 수있도록 한 키스위치군; 상기 키스위치군 중 어느 키스위치가 조작되었는지를 검출하는 검출수단; 상기 복수의 라인버스에 각각 다른 타이밍으로 주기적인 펄스를 공급하는 펄스공급수단; 상기 복수의 컬럼버스의 상호간에 접속된 복수의 제1의 저항으로 구성되는 직렬저항회로; 및 상기 직렬저항회로의 일단에 제2저항을 개재하여 접속한 정전압원을 가지며, 상기 검출수단은 상기 펄스공급수단 및 상기 직렬저항회로와 제2저항과의 접속점에 접속되고, 상기 직렬저항회로와 제2저항과의 접속점에 있어서의 전위를 판별하여 이 판별한 전위와 상기 각 라인버스에 대한 펄스공급의 타이밍에 따라, 상기 키스위치군중 어느 키스위치가 조작되었는지를 검출하는 것이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명의 제1실시예로서, 32개의 키스위치를 가지는 키 입력 회로의 구성을 도시하는 도면이다. 매트릭스회로(31)는 4개의 키군(31a~31d)으로 구성된다. 이들 키군(31a~31d)은 각각 8개의 키스위치를 가지고 있다. 즉, 제1키군(31a)은 키스위치(31a1~31d8)을 구비하고, 제2키군(31b)은 키스위치(31b1~31b8)를 구비하고, 제3키군(31c)은 키스위치(31c1~31c8)를 구비하고, 제4키군(31d)은 키스위치(31d1~31d8)를 구비하고 있다.
이들 복수의 키스위치(31a1~31a8, 31b1~31b8, 31c1~31c8, 31d1~31d8)는 매트릭스 형상으로 배치된 4개의 라인버스(32~35)와 8개의 컬럼버스(36~43)의 각 교점에 구성되고 있다. 즉, 제1키군(31a)의 키스위치(31a1~31a8)는 그들의 일단이 라인버스(32)에 의하여 각각 공통접속되고, 각각의 타단은 컬럼버스(36~43)의 각각에 접속되어 있다. 동일하게 제2, 제3, 제4키군(31b,31c,31d)의 키스위치(31b1 ~31b8, 31c1~31c8, 31d1~31d8)는 이들의 일단이 라인버스(33,34,35)에 의하여 각각 공통접속되고, 각각의 타단은 컬럼버스(36~43)의 각각에 접속되고 있다.
여기에서, 라인버스(32~35)는 마이크로컴퓨터(44)의 출력포트(01~04)에 각각 접속되고 있다. 또, 컬럼버스(36~43)상호간에는 각각 제1저항(R1~R7)이 개재되어 접속된다. 그리고 이들 제1저항(R1~R7)이 구성하는 직렬저항회로(45)의 일단은 제2저항(R8)을 개재하여 직류전압 VDD가 인가된 정전압단자(46)에 접속되어 있다. 또, 컬럼버스(36), 제1저항(R1), 및 제2저항(R8)의 접속점은 마이크로컴퓨터(44)의 입력포트 Iin에 접속된다.
상기 마이크로컴퓨터(44)는 CPU (47)를 포함하고 있다. 이 CPU(47)는 내부버스(51)를 개재하여 출력 레지스터(48,49) 및 입력레지스터(50)에 접속되고 있다. 출력레지스터(48)는 FET Q1~Q4를 개재하여 출력포트(01~04)에 접속되고 있다. 즉, 이 출력레지스터(48)는 CPU(47)에 의하여 세트되는 4비트 데이타에 따라, FET Q1~Q4를 선택적으로 온한다. 이것으로 출력포트(01~04)에서 선택적으로 K레벨의 펄스신호가 출력되다.
즉, 각 출력포트(01~04)는 오픈출력기능을 가지고, 제2도의 도시와 같이 통상 개방상태로 유지되고 있으며, CPU(48)로부터의 4비트 데이타에 따라 출력포트(01→02→03→04)의 순서로 선택적으로 L레벨이 되는 펄스를 주기적으로 출력한다. 또, 동 도면에 있어서 TL1~TL4는 출력포트(01~04)가 L레벨을 출력하는 기간을 나타내고 있다.
또, 출력레지스터(49)는 CPU(47)에 의하여 세트된 디지탈 데이타를 디지탈/아날로그(D/A)변환기(52)에 공급한다. D/A변환기(52)는 공급된 디지탈 데이타를 아날로그 전압치로 변환하고, 그것을 참조전압 Vref로 하여 비교기(53)에 인가한다. 비교기(53)는 이 인가된 참조전압 Vref의 레벨과 입력포트 Iin에 인가된 전압의 레벨을 비교하여 그 결과를 입력레지스터(50)에 세트한다. CPU(47)는 입력레지스터(50)에 세트된 비교기(53)의 비교결과에 의하여 조작된 키스위치를 판정한다. CPU(47)는 각 출력포트가 L레벨을 출력한 각각의 기간(TL1~TL4)마다 입력포트 Iin의 전압치를 체크한다.
즉, CPU(47)는 D/A변환기(53)의 출력(참조 전압 Vref)을 출력레지스터(49)에 세트하는 디지탈치를 변환시킴으로서 제3도의 도시와 같이 최소치MIN(≒0)~최대치MAX(≒VDD)까지 서서히 단계적으로 높여간다(또는 최대치 MAX에서 서서히 낮추어 간다). 그리고 비교기(53)의 출력이 변화했을때, 즉 출력레벨이 L→H레벨로 반전했을때, 그 점을 입력포트 Iin의 입력전압으로 판정한다. 즉, 참조전압 Vref가 입력 포트 Iin의 전압치를 초과한 시점에서 비교기(53)의 출력레벨이 반전하므로, 이때의 비교기(53)의 대한 디지탈출력치(참조전압 Vref)를 입력전압에 1대 1로 대응하는 디지탈치로 검출할 수 있다. 또, 제3도에 있어서는 각 키군(31a~31d)의 키스위치의 수가 ε개이므로 참조전압 Verf를 (1/8). VDD씩 8단계로 변화시키고 있고, 1개의 키군이 포함하는 키스위치의 수에 따라 이 변화단수는 적절히 결정된다. 또 동 도면에서, VK1~VK8은 출력포트(01~04)에 접속된 각 키군의 키스위치가 조작되었을때에 입력포트 Iin에 인가되는 전압치를 나타내고 있다.
여기에서, 입력포트 Iin의 전압치가 VK1~VD8이 되도록 각 저항(R1~R8)은 구성되나, 이들의 저항치는 D/A변환기(52)의 분해능에 의하여 결정된다. 이 실시예에 있어서는
Figure kpo00001
의 연립식을 풀므로써 산출할 수 있다.
예를들면, 출력포트(01)에 접속된 라인버스(32)상의 키스위치, 즉 제1키군(31a)중 어느 키스위치(31a1~31a8)가 조작되었는가를 판정하기 위해서는 CPU(47)는 기간 TL1에서 입력포트 Iin의 전압치를 체크한다. CPU(47)는 이 체크된 전압치를 발생하는 컬럼버스(36~43)와 출력포트(01)에 접속된 라인버스(32)의 교차점의 키스위치가 조작된 것으로 판정할 수 있다. 즉, 입력포트 Iin의 전압치가(1/8). VDD보다 낮으면 라인버스(32)와 컬럼버스(36)의 교차점의 키스위치(31a1)가 조작된 것으로 판정하고, 입력포트 Iin의 전압치가(2/8), VDD보다 낮으면 라인버스(32)와 컬럼버스(37)의 교차점의 키스위치(31a2)가 조작된 것으로 판정하며, ………입력포트 Iin의 전압치가 VDD보다 낮으면 라인버스(32)와 컬럼버스(43)의 교차점의 키스위치(31a8)가 조작된 것으로 판정한다. 또, 기간 TL1에 있어서의 CPU(47)의 간단한 동작 플로우챠트를 제4a도~제4c도에 도시한다.
출력포트(02~04)에 접속된 라인버스(33~35)상의 키스위치중 어느 키스위치가 조작되었는지를 판정할 경우에도 동일하게 CPU(47)는 기간 TL2~TL4에서 입력포트 Iin의 전압치를 체크한다. 이들 기간 TL2~TL4에 있어서의 CPU(47)의 동작 플로우챠트도 제4a도~제4c도와 거의 동일하다.
즉, 키스위치(31a1~31a8, 31b1~31b8, 31c1~31c8, 31d1~31d8)중 어느 1개가 조작되어서 온상태가 되면 마이크로컴퓨터(44)의 입력포트 Iin에는 출력포트(01~04)에서 L레벨이 출력된 타이밍으로 조작된 키스위치에 대응한 전압레벨이 인가된다. 따라서, 마이크로컴퓨터(44)의 CPU(47)는 입력포트 Iin에 어느 타이밍으로 어느만큼의 전압레벨이 인가되었는지를 판별함으로서, 어느 키스위치(31a1~31a8, 31b1~31b8, 31c1~31c8, 31d1~31d8)가 조작되었는지를 검출할 수 있다.
본 실시예와 같은 구성에 의하면, 마이크로컴퓨터(44)의 포트수는 5개로 또한 저항수도 8개로 족하고, 포트수의 삭감을 도모하는 동시에 부품수도 감소시킬 수 있다. 이 경우, 일반적으로 K개의 키스위치에 대해서 1개의 키군에 사용되는 저하의 수를 1개로 하면, 포트수 J는, J=1+{K/(I+1)}개 이상이 되고, 초저항 수 H=I+1개 이상이 된다.
따라서, 상기 실시예에 있어서는 32개의 키스위치를 포함하고, 1개의 키군에 사용되는 저항의 수가 7개이므로, 포트수 J는 J=1+{32/(7+1)}=5개가 되고, 총저항수 H는 H=7+1=8개가 된다.
또, 제5도는 본 발명의 제2실시예를 도시하는 것으로, 마이크로컴퓨터로서 오픈 출력기능을 갖지 않는 마이크로컴퓨터(44')를 사용할 경우를 도시하고 있다. 즉 제1실시예에서 마이크로컴퓨터(44)내에 구성되는 FET Q1~Q4를, 이 제2실시예에서는 밖에 설치하는 트랜지스터 Q1'~Q4'로 변경한 것이다. 그 이외의 구성은 제1도의 구성과 동일하다.
이와 같은 키 입력 장치에 있어서는, 마이크로컴퓨터(44')의 4개의 출력포트 (01'~04')로부터는 제6도의 도시와 같이 통상 L레벨에서 출력포트(01'→02' →03'→04')의 순으로 선택적으로 H레벨이 되는 펄스가 주기적으로 출력된다. 그리고 각 출력포트(01'~04')는 각각 NPN형의 트랜지스터(Q1'~Q4')의 베이스에 접속 되고 있다.
이들 트랜지스터(Q1'~Q4')의 각 에미터는 접지되고, 각 콜렉터는 각각 라인버스(32~35)에 접속되고 있다. 이와 같은 구성에 의하면 라인버스(32~35)를 통상 개방상태로 라인버스(32→33→34→35→32…)의 순서로 선택적으로 L레벨로 구성할 수 있다. 따라서 상기 제1실시예와 동일한 동작을 실행시킬 수 있다.
또한 상기 제1 및 제2실시예에 있어서는 동일 키군에 포함되는 복수의 키스위치가 동시에 조작되었을 경우에 입력포트 Iin에 인가되는 전압치를 낮추는 키스위치가 유효하도록 구성된다. 따라서, 컬럼버스(36→37→……→43)의 순위로 이들 컬럼버스(36~43)에 접속된 키스위치에 우선순위가 붙게된다. 따라서, 우선순위가 높은 키스위치에 , 예를들면 전원키 등과 같이 고정시 등에도 절대로 정확하게 입력되어야 할 중요한 키를 할당함으로써 보다 안정성을 향상시킬 수 있다.
이상의 상세한 설명과 같이, 본 발명의 키 입력장치에 의하면 적은 포트수와 적은 부품수로 효과적으로 키수를 증대시킬 수 있게된다. 따라서, 인가-기계인터페이스로서 마이크로컴퓨터를 채용하는 제품에 있어서 본 발명은 대단히 유용한 것이된다. 또, 통상 키군은 마이크로컴퓨터로부터 떨어진 장소에 설치되는 것이나 본 발명에 의하면 마이크로컴퓨터와 키군과의 사이의 버스수도 효과적으로 삭감할 수 있게 된다.

Claims (6)

  1. 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 라인버스(32,33,34,35) 및 복수의 컬럼버스(36,37,38,39,40,41,42,43) ; 상기 라인버스(32,33,34,35)와 컬럼버스(36, 37,38,39,40,41,42,43)와의 각 교차부분에 각각 설치된 복수의 키스위치 (31a1~31a8)를 포함하는, 어느 1개의 라인버스와 어느 1개의 컬럼버스를 선택적으로 결합가능하게한 키스위치군(31a~31d); 및 상기 키스위치군(31a~31d)중 어느 키스위치(31a1~31d8)가 조작되었는지를 검출하는 검출수단을 구비하는 키 입력 장치에 있어서, 상기 복수의 라인버스(32,33,34,35)에 각각 상이한 타이밍으로 주기적인 펄스를 공급하는 펄스공급수단과, 상기 복수의 컬럼버스(36,37,38,39,40,41,42,43)의 상호 간에 접속한 복수의 제1저항(R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7)으로 구성되는 직렬저항회로 (45)와, 상기 직렬저항회로(45)의 일단에 제2저항(R8)을 개재하여 접속한 정전압원 (46)을 아울러 구비하는데, 상기 검출수단은 상기펄스공급수단 및 상기 직렬저항회로 (45)와 제2저항(R8)과의 접속점에 접속되고, 상기 직렬저항회로(45)와 제2저항(R8)과의 접속점에 있어서의 전위를 판별하며, 이 판별한 전위와 상기 각 라인버스에의 펄스공급의 타이밍에 따라 상기 키스위치군(31a,31b,31c,31d)중 어느 키스위치가 조작되었는지를 검출하는 것을 특징으로 하는 키 입력장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 펄스공급수단은 상기 복수의 라인버스(32,33,34,35)를 통상 개방상태로 하고, 또 상기 복수의 라인버스(32,33,34,35)에 각각 상이한 타이밍으로 주기적으로 로우레벨의 펄스를 공급하는 로우레벨펄스공급수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 키 입력장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 로우레벨펄스 공급수단은 상기 복수의 라인버스(32,33, 34,35)를 통상 개방상태로 하고, 또 선택적으로 접지하는 상기 복수의 라인버스(32, 33,34,35) 각각에 대응하여 설치된 복수의 스위칭 수단(Q1,Q2,Q3,Q4 : Q1',Q2', Q3', Q4')과, 상기 복수의 스위칭수단(Q1,Q2,Q3,Q4 : Q1',Q2',Q3',Q4')에 상기 복수의 라인버스(32,33,34,35)를 각각 상이한 타이밍으로 주기적으로 접지시키는 스위치제어수단(47, 48)을 포함하는 것을 특징으로 하는 키 입력장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 복수의 스위칭 수단((Q1,Q2,Q3,Q4 ), 상기 스위치 제어수단(47,48) 및 상기 검출수단은 1개의 집적회로(44)로서 구성되는 것을 특징으로 하는 키 입력장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 스위치 제어수단(47,48) 및 상기 검출수단은 1개의 집적회로(44')로서 구성되는 것을 특징으로 하는 키 입력장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 검출수단은 상기 직렬저항회로(45)와 제2저항(R8)과의 접속점에 있어서의 전위를 복수단계로 변화하는 참조 전압과 순차 비교함으로서 그 전위를 판별하는 전위판별수단(47,49,50,52,53)과, 상기 전위판별수단(47, 49,50,52,53)에서 판별된 전위와, 상기 스위치 제어수단(47,48)이 상기 복수의 스위칭수단(Q1,Q2,Q3,Q4 : Q1',Q2',Q3',Q4')중 어느 것이 대응하는 라인버스를 접지시키고 있는지에 따라 상기 키스위치군(31a,31b,31c,31d)중 어느것이 키스위치가 조작되었는지를 검출하는 키검출수단(47)을 포함하는 것을 특징으로 하는 키 입력장치.
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