PL239120B1

PL239120B1 - System for switching the supply voltage to devices with a matrix keyboard

Info

Publication number: PL239120B1
Application number: PL431760A
Authority: PL
Inventors: Witold Kardyś
Original assignee: Siec Badawcza Lukasiewicz Inst Tele I Radiotechniczny
Priority date: 2019-11-12
Filing date: 2019-11-12
Publication date: 2021-11-08
Also published as: PL431760A1

Abstract

W układzie do włączania napięcia zasilania do urządzeń z klawiaturą matrycową napięcie zasilania (VBAT) dołączone jest do zacisku tranzystora (T1) i rezystora (R1) a trzeci zacisk tranzystora (T1) dołączony jest do napięcia wyjściowego (VOUT). Drugi zacisk tranzystora (T1) dołączony jest do zacisku rezystora (R1) oraz tranzystora (T2). Drugi zacisk tranzystora (T2) dołączony jest do zacisków rezystora (R2) oraz (R3). Drugi zacisk rezystora (R3) oraz pierwszy zacisk tranzystora (T2) dołączony jest do masy (GND). Drugi zacisk rezystora (R2) dołączony jest do katody diody (D1) oraz (D2). Anoda diody (D1) dołączona jest do wyjścia sterującego zasilaniem (ON) układu sterującego (US). Anoda diody (D2) dołączona jest do zacisku kondensatora (C) oraz rezystora (R4), którego drugi zacisk jest dołączony do zacisku kondensatora (C) oraz rezystora (R5), którego drugi zacisk dołączony jest do węzła pierwszego wiersza klawiatury matrycowej (L1), do którego dołączone są zaciski klawiszy pierwszego wiersza klawiatury (S11, S21 ... Sm1) a także tranzystora (T3), którego drugi zacisk dołączony jest do wyjścia indeksującego (L1A) układu (US) a pierwszy zacisk dołączony jest do masy (GND). Do drugiego wyjścia indeksującego (L2) układu (US) dołączone są zaciski klawiszy drugiego wiersza klawiatury (S12, S22 ... Sm2), a wierszy klawiatury jest n, gdzie do ostatniego, n-tego wyjścia indeksującego (Ln) układu sterującego (US) dołączone są zaciski klawiszy n-tego wiersza klawiatury (S1n, S2n ... Smn). Do węzła pierwszej kolumny klawiatury (K1) dołączone są zaciski klawiszy pierwszej kolumny klawiatury (S11, S12 ... S1n) oraz katoda diody (D3) i zacisk rezystora (Rp1), którego drugi zacisk dołączony jest do napięcia zasilania (VBAT) a anoda diody (D3) dołączona jest do wejścia (K1A) układu (US). Do drugiego wejścia (K2) układu (US) dołączone są drugie zaciski klawiszy drugiej kolumny klawiatury (S21, S22 ... S2n) oraz rezystor (Rp2), którego drugi zacisk dołączony jest do napięcia wyjściowego (VOUT). Analogicznie podłączonych kolumn klawiatury jest m, gdzie do m-tego wejścia (Km) układu (US) dołączone są zaciski klawiszy m-tej kolumny klawiatury (Sm1, Sm2 ... Smn) oraz zacisk m-tego rezystora (Rpm), którego drugi zacisk dołączony jest do napięcia wyjściowego (VOUT).In the system for switching on the supply voltage to devices with a matrix keyboard, the supply voltage (VBAT) is connected to the terminal of the transistor (T1) and the resistor (R1), and the third terminal of the transistor (T1) is connected to the output voltage (VOUT). The second terminal of the transistor (T1) is connected to the terminal of the resistor (R1) and the transistor (T2). The second terminal of the transistor (T2) is connected to the resistor terminals (R2) and (R3). The second terminal of the resistor (R3) and the first terminal of the transistor (T2) are connected to ground (GND). The second terminal of the resistor (R2) is connected to the cathode of the diode (D1) and (D2). The anode of the diode (D1) is connected to the power supply control output (ON) of the control system (US). The anode of the diode (D2) is connected to the capacitor terminal (C) and the resistor (R4), the second terminal of which is connected to the capacitor terminal (C) and the resistor (R5), the second terminal of which is connected to the node of the first line of the matrix keyboard (L1) , to which the terminals of the keys of the first row of the keyboard are connected (S11, S21 ... Sm1) as well as the transistor (T3), the second terminal of which is connected to the indexing output (L1A) of the system (US) and the first terminal is connected to ground (GND ). The second indexing output (L2) of the system (US) is connected to the key terminals of the second keyboard line (S12, S22 ... Sm2), and there are n keyboard lines, where the last, n-th indexing output (Ln) of the control system (US ) the key terminals of the nth line of the keyboard (S1n, S2n ... Smn) are connected. The node of the first keyboard column (K1) is connected to the key terminals of the first keyboard column (S11, S12 ... S1n) as well as the cathode of the diode (D3) and the terminal of the resistor (Rp1), the second terminal of which is connected to the supply voltage (VBAT) and the anode diode (D3) is connected to the input (K1A) of the system (US). The second input (K2) of the system (US) is connected to the second terminals of the keys of the second keyboard column (S21, S22 ... S2n) and a resistor (Rp2), the second terminal of which is connected to the output voltage (VOUT). There are m keyboard columns connected similarly, where the key terminals of the mth keyboard column (Sm1, Sm2 ... Smn) and the terminal of the mth resistor (Rpm) are connected to the mth input (Km) of the system (US), the second of which the terminal is connected to the output voltage (VOUT).

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest układ do włączania napięcia zasilania, który może być stosowany w każdym urządzeniu elektronicznym wyposażonym w klawiaturę matrycową, w którym konieczne jest trwałe odłączanie napięcia zasilania. Układ jest szczególnie przydatny w urządzeniach zasilanych bateryjnie.The subject of the invention is a system for switching the supply voltage, which can be used in any electronic device equipped with a matrix keyboard, in which it is necessary to disconnect the supply voltage permanently. The system is especially useful in battery-powered devices.

Znane są urządzenia wyposażone w klawiaturę matrycową, tj. klawiaturę składającą się z n wierszy i m kolumn klawiszy monostabilnych, których dla danej kolumny wszystkie wyprowadzenia pierwsze połączone są wspólnie oraz dla danego wiersza, wszystkie wyprowadzenia drugie klawiszy też połączone są wspólnie. Klawiatura taka działa na zasadzie sekwencyjnego pobudzania danym stanem kolejnych wierszy klawiatury poprzez układ sterujący oraz odczytu poziomów z kolumn klawiatury przez układ sterujący. W przypadku gdy w wierszu, który jest aktualnie pobudzany, wciśnięty jest którykolwiek klawisz, odpowiadająca mu kolumna przyjmuje stan zgodny ze stanem pobudzenia. Dla klawiszy nie wciśniętych, kolumny przyjmują stan wymuszany przez rezystory dołączone do linii kolumn.There are known devices equipped with a matrix keyboard, i.e. a keyboard consisting of n rows and m columns of monostable keys, for which, for a given column, all the first pins are connected together, and for a given row, all the second keys of the keys are also connected together. Such a keyboard works on the principle of sequential stimulation of the given state with the given state of successive rows of the keyboard by the control system and reading the levels from the keyboard columns by the control system. If any key is pressed in a row that is currently energized, the corresponding column assumes a state consistent with the excitation state. For the keys not pressed, the columns assume the state forced by the resistors connected to the column lines.

Znane są obwody włączania zasilania za pomocą przełączników bistabilnych sterujących kluczem włączającym napięcie zasilania. Wadą takiego rozwiązania jest brak możliwości zastosowania przełącznika monostabilnego, a także możliwość drgania styków przełącznika, konieczna do wyeliminowania przez dodatkowe obwody filtrujące.Circuits for switching on the power supply with the help of bistable switches controlling the key turning on the supply voltage are known. The disadvantage of this solution is the inability to use a monostable switch, as well as the possibility of vibration of the switch contacts, necessary to be eliminated by additional filtering circuits.

Znane są układy w postaci gotowych układów scalonych realizujących włączanie napięcia zasilania za pomocą dołączonego zewnętrznie przycisku monostabilnego. Takie rozwiązanie nie może być zastosowane w urządzeniach z klawiaturą matrycową.There are known circuits in the form of ready-made integrated circuits which realize switching the supply voltage by means of an externally connected monostable button. This solution cannot be used in devices with a matrix keyboard.

Znane są układy do włączania zasilania, które na podstawie poziomu napięcia na wyjściu przycisku monostabilnego lub bistabilnego podłączonego do wejścia odczytującego stan przycisku i obwodu sterującego kluczem włączającym napięcie zasilania. Znany jest także układ do włączania napięcia zasilania, przedstawiony w patencie WO2012012255 oraz w patencie WO2012012331. Wadą tego układu jest brak możliwości zastosowania go w układach z klawiaturą matrycową.There are known systems for switching on the power supply, which, based on the voltage level at the output of the monostable or bistable button connected to the input reading the state of the button and the circuit controlling the key turning the supply voltage on. A system for switching the supply voltage is also known, presented in the patent WO2012012255 and in the patent WO2012012331. The disadvantage of this system is that it cannot be used in systems with a matrix keyboard.

Znane są z polskich opisów patentowych PL222370 oraz PL230054 układy do włączania napięcia zasilania. Wadą tych rozwiązań jest również brak możliwości zastosowania ich w urządzeniach z klawiaturą matrycową bez stosowania dodatkowych, dedykowanych klawiszy zasilania.Systems for switching the supply voltage are known from Polish patents PL222370 and PL230054. The disadvantage of these solutions is also the inability to use them in devices with a matrix keyboard without the use of additional, dedicated power keys.

W układzie do włączania napięcia zasilania do urządzeń z klawiaturą matrycową według wynalazku napięcie zasilania dołączone jest do jednego zacisku tranzystora załączającego oraz do jednego zacisku rezystora pierwszego a trzeci zacisk tranzystora załączającego dołączony jest do napięcia wyjściowego. Drugi zacisk tranzystora załączającego dołączony jest do drugiego zacisku rezystora pierwszego oraz trzeciego zacisku tranzystora drugiego a drugi zacisk tranzystora drugiego dołączony jest do zacisków rezystora drugiego oraz rezystora trzeciego. Drugi zacisk rezystora trzeciego oraz pierwszy zacisk tranzystora drugiego dołączony jest do masy. Drugi zacisk rezystora drugiego dołączony jest do katody diody pierwszej oraz katody diody drugiej. Anoda diody pierwszej dołączona jest do wyjścia sterującego zasilaniem układu sterującego. Anoda diody drugiej dołączona jest do zacisku kondensatora oraz jednego zacisku rezystora czwartego, którego drugi zacisk jest dołączony do drugiego zacisku kondensatora oraz jednego zacisku rezystora piątego. Drugi zacisk rezystora piątego dołączony jest do węzła pierwszego wiersza klawiatury matrycowej, do którego dołączone są pierwsze zaciski klawiszy pierwszego wiersza klawiatury matrycowej od pierwszego do m-tego a także trzeci zacisk tranzystora trzeciego. Drugi zacisk tranzystora trzeciego dołączony jest do pierwszego wyjścia indeksującego układu sterującego a pierwszy zacisk dołączony jest do masy. Do drugiego wyjścia indeksującego układu sterującego dołączone są pierwsze zaciski klawiszy drugiego wiersza klawiatury matrycowej od pierwszego do m-tego, przy czym analogicznie podłączonych wierszy klawiatury matrycowej jest n, gdzie do ostatniego, n-tego wyjścia indeksującego układu sterującego dołączone są pierwsze zaciski klawiszy n-tego wiersza klawiatury matrycowej od pierwszego do m-tego. Do węzła pierwszej kolumny klawiatury matrycowej dołączone są drugie zaciski klawiszy pierwszej kolumny klawiatury matrycowej od pierwszego do n-tego a także katoda diody trzeciej i pierwszy zacisk rezystora podciągającego pierwszego, którego drugi zacisk dołączony jest do napięcia zasilania. Anoda diody trzeciej dołączona jest do pierwszego wejścia sprawdzającego układu sterującego. Do drugiego wejścia sprawdzającego układu sterującego dołączone są drugie zaciski klawiszy drugiej kolumny klawiatury matrycowej od pierwszego do n-tego oraz drugi rezystor podciągający, którego drugi zacisk dołączony jest do napięcia wyjściowego. Analogicznie podłączonych kolumn klawiatury matrycowej jest m, gdzie do ostatniego, mtego wejścia sprawdzającego układu sterującego dołączone są drugie zaciski klawiszy m-tej kolumnyIn the system for switching the supply voltage to matrix keyboard devices according to the invention, the supply voltage is connected to one terminal of the switching transistor and to one terminal of the first resistor, and the third terminal of the switching transistor is connected to the output voltage. The second terminal of the switching transistor is connected to the second terminal of the first resistor and the third terminal of the second transistor, and the second terminal of the second transistor is connected to the terminals of the second resistor and the third resistor. The second terminal of the third resistor and the first terminal of the second transistor are connected to ground. The second terminal of the second resistor is connected to the cathode of the first diode and the cathode of the second diode. The first diode anode is connected to the power supply control output of the control system. The second diode anode is connected to the capacitor terminal and one terminal of the fourth resistor, the second terminal of which is connected to the other capacitor terminal and one terminal of the fifth resistor. The second terminal of the fifth resistor is connected to the first-row node of the matrix keyboard to which the first first-row keypad terminals from the first to the m-th and the third terminal of the third transistor are connected. The second terminal of the third transistor is connected to the first index output of the control circuit, and the first terminal is connected to ground. The first key terminals of the second row of the matrix keyboard from the first to the mth are connected to the second index output of the control circuit, where the analogously connected rows of the matrix keyboard are n, where the first key terminals n are connected to the last, n-th index output of the control circuit. this row of the matrix keyboard from the first to the mth. Connected to the first column node of the matrix keyboard are the second terminals of the first column of the matrix keyboard from the first to the nth and also the cathode of the third diode and the first terminal of the first pull-up resistor, the second terminal of which is connected to the supply voltage. The anode of the third diode is connected to the first test input of the control system. Connected to the second input of the checking control circuit are the second terminals of the keys of the second column of the matrix keyboard from the first to the nth and a second pull-up resistor, the second terminal of which is connected to the output voltage. Similarly connected columns of the matrix keyboard are m, where the last, mth input of the control system checking circuit, is connected with the second terminals of the m-th column keys.

PL 239 120 B1 klawiatury matrycowej od pierwszego do n-tego oraz pierwszy zacisk m-tego rezystora podciągającego, którego drugi zacisk dołączony jest do napięcia wyjściowego.The matrix keyboard from the first to the nth and the first terminal of the m-th pull-up resistor, the second terminal of which is connected to the output voltage.

Zaletą wynalazku jest to, że umożliwia włączanie zasilania urządzenia wyposażonego w klawiaturę matrycową za pomocą wybranego klawisza klawiatury matrycowej bez konieczności stosowania dodatkowych klawiszy monostabilnych bądź bistabilnych.An advantage of the invention is that it enables the powering of a device equipped with a matrix keyboard by means of a selected key of the matrix keyboard without the need to use additional monostable or bistable keys.

Zaletą wynalazku jest również to, że nie ogranicza on możliwości odczytu wszystkich klawiszy klawiatury matrycowej podczas normalnej pracy urządzenia włącznie z klawiszem służącym do włączania zasilania.The invention also has the advantage that it does not limit the readability of all keys of the matrix keyboard during normal operation of the device, including the power-on key.

Zaletą wynalazku jest także ograniczenie zużycia prądu przez urządzenie w stanie wyłączonym, nawet gdy klawisz służący do włączania zasilania zostanie trwale wciśnięty w wyniku działania zewnętrznych niepożądanych czynników (np. przyciśnięcie klawiatury przez ciężki przedmiot).It is also an advantage of the invention to limit the power consumption of the device in the off state, even when the power-on key is pressed permanently as a result of external undesirable factors (e.g. pressing the keyboard by a heavy object).

Zaletą wynalazku jest również to, że układ sterujący urządzenia może dokonać samoczynnego wyłączenia napięcia zasilania w celu ograniczenia zużycia energii (np. funkcja wyłączenia po upływie określonego czasu). Ma to szczególne znaczenie w przypadku urządzeń zasilanych bateryjnie.It is also an advantage of the invention that the device controller can cut off the supply voltage automatically in order to reduce energy consumption (e.g., time-out function). This is especially important in the case of battery-powered devices.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat ideowy układu.The subject of the invention is presented in the embodiment in the drawing which shows a schematic diagram of the system.

Napięcie zasilania VBAT dołączone jest do jednego zacisku tranzystora załączającego T1 oraz do jednego zacisku rezystora pierwszego R1. Trzeci zacisk tranzystora załączającego T1 dołączony jest do napięcia wyjściowego VOUT. Drugi zacisk tranzystora załączającego T1 dołączony jest do drugiego zacisku rezystora pierwszego R1 oraz trzeciego zacisku tranzystora drugiego T2. Drugi zacisk tranzystora drugiego T2 dołączony jest do zacisków rezystora drugiego R2 oraz rezystora trzeciego R3. Drugi zacisk rezystora trzeciego R3 oraz pierwszy zacisk tranzystora drugiego T2 dołączony jest do masy GND. Drugi zacisk rezystora drugiego R2 dołączony jest do katody diody pierwszej D1 oraz katody diody drugiej D2. Anoda diody pierwszej D1 dołączona jest do wyjścia sterującego zasilaniem ON układu sterującego US. Anoda diody drugiej D2 dołączona jest do zacisku kondensatora C oraz jednego zacisku rezystora czwartego R4. Drugi zacisk rezystora czwartego R4 jest dołączony do drugiego zacisku kondensatora C oraz jednego zacisku rezystora piątego R5, którego drugi zacisk dołączony jest do węzła pierwszego wiersza klawiatury matrycowej L1, do którego dołączone są pierwsze zaciski klawiszy pierwszego wiersza klawiatury matrycowej od pierwszego do m-tego S11, S21 ... Sm1 a także trzeci zacisk tranzystora trzeciego T3. Drugi zacisk tranzystora trzeciego T3 dołączony jest do pierwszego wyjścia indeksującego L1A układu sterującego US a pierwszy zacisk dołączony jest do masy GND. Do drugiego wyjścia indeksującego L2 układu sterującego US dołączone są pierwsze zaciski klawiszy drugiego wiersza klawiatury matrycowej od pierwszego do m-tego S12, S22 ... Sm2. Analogicznie podłączonych wierszy klawiatury matrycowej jest n, gdzie do ostatniego, n-tego wyjścia indeksującego Ln układu sterującego US dołączone są pierwsze zaciski klawiszy n-tego wiersza klawiatury matrycowej od pierwszego do m-tego S1n, S2n ... Smn. Do węzła pierwszej kolumny klawiatury matrycowej K1 dołączone są drugie zaciski klawiszy pierwszej kolumny klawiatury matrycowej od pierwszego do n-tego S11, S12 ... S1n a także katoda diody trzeciej D3 i pierwszy zacisk rezystora podciągającego pierwszego Rp1, którego drugi zacisk dołączony jest do napięcia zasilania VBAT. Anoda diody trzeciej D3 dołączona jest do pierwszego wejścia sprawdzającego K1A układu sterującego US. Do drugiego wejścia sprawdzającego K2 układu sterującego US dołączone są drugie zaciski klawiszy drugiej kolumny klawiatury matrycowej od pierwszego do n-tego S21, S22 ... S2n oraz drugi rezystor podciągający Rp2, którego drugi zacisk dołączony jest do napięcia wyjściowego VOUT. Analogicznie podłączonych kolumn klawiatury matrycowej jest m, gdzie do ostatniego, m-tego wejścia sprawdzającego Km układu sterującego US dołączone są drugie zaciski klawiszy m-tej kolumny klawiatury matrycowej od pierwszego do n-tego Sm1, Sm2 ... Smn oraz pierwszy zacisk m-tego rezystora podciągającego Rpm, którego drugi zacisk dołączony jest do napięcia wyjściowego VOUT.The supply voltage VBAT is connected to one terminal of the switching transistor T1 and to one terminal of the first resistor R1. The third terminal of the switching transistor T1 is connected to the output voltage VOUT. The second terminal of the switching transistor T1 is connected to the second terminal of the first resistor R1 and the third terminal of the second transistor T2. The second terminal of the second transistor T2 is connected to the terminals of the second resistor R2 and the third resistor R3. The second terminal of the third resistor R3 and the first terminal of the second transistor T2 are connected to ground GND. The second terminal of the second resistor R2 is connected to the cathode of the first diode D1 and the cathode of the second diode D2. The first diode D1 anode is connected to the output controlling the ON power supply of the US control system. The anode of the second diode D2 is connected to the terminal of the capacitor C and one terminal of the fourth resistor R4. The second terminal of the fourth resistor R4 is connected to the second terminal of the capacitor C and one terminal of the fifth resistor R5, the second terminal of which is connected to the first row node of the matrix keyboard L1, to which the first terminals of the keys of the first row of the matrix keyboard from the first to the m-th S11 are connected. , S21 ... Sm1 and also the third terminal of the third transistor T3. The second terminal of the third transistor T3 is connected to the first indexing output L1A of the US control circuit and the first terminal is connected to ground GND. Connected to the second index output L2 of the US control system are the first terminals of the keys of the second row of the matrix keyboard from the first to the mth S12, S22 ... Sm2. Analogously connected lines of the matrix keyboard are n, where the first key terminals of the nth row of the matrix keyboard from the first to the m th S1n, S2n ... Smn are connected to the last, n-th indexing output Ln of the US controller. Connected to the first column node of the matrix keyboard K1 are the second terminals of the keys of the first column of the matrix keyboard from the first to the nth S11, S12 ... S1n and also the cathode of the third diode D3 and the first terminal of the first pull-up resistor Rp1, the second terminal of which is connected to the voltage VBAT power supply. The anode of the third diode D3 is connected to the first checking input K1A of the US control system. Connected to the second checking input K2 of the US control system are the second terminals of the keys of the second column of the matrix keyboard from the first to the n-th S21, S22 ... S2n and a second pull-up resistor Rp2, the second terminal of which is connected to the output voltage VOUT. Similarly connected columns of the matrix keyboard are m, where to the last, m-th checking input Km of the control system US, the second terminals of the keys of the m-th column of the matrix keyboard are connected from the first to the n-th Sm1, Sm2 ... Smn and the first terminal m- this pull-up resistor Rpm, the second terminal of which is connected to the output voltage VOUT.

Działanie układu polega na tym, że jeżeli tranzystor pierwszy T1 zostanie wysterowany w stan aktywny za pośrednictwem tranzystora drugiego T2, to zostanie załączone napięcia zasilania urządzenia, to znaczy napięcie wejściowe VBAT zostanie podane na węzeł napięcia wyjściowego VOUT. Rezystor R1 zapewnia, by tranzystor pierwszy T1 pozostał wyłączony, gdy tranzystor drugi T2 również jest wyłączony. Tranzystor drugi T2 może zostać wysterowany z dwóch źródeł, które są sumowane logicznie poprzez diody D1 i D2. Pierwszym źródłem jest klawisz klawiatury matrycowej a drugim wyjście układu sterującego US. Klawiatura matrycowa może się składać z dowolnej liczby wierszy i kolumn. Klawisze numerowane są od S11 do Smn, gdzie indeks m stanowi numer kolumny a indeks n stanowi numer wiersza: Kolumna K1, w której znajduje się klawisz służący do włączania zasilania posiada rezystorThe operation of the system consists in the fact that if the first transistor T1 is activated in the active state by the second transistor T2, the device supply voltage will be switched on, i.e. the input voltage VBAT will be applied to the node of the output voltage VOUT. The resistor R1 ensures that the first transistor T1 remains off while the second transistor T2 is also turned off. The second transistor T2 can be driven from two sources, which are logically summed through diodes D1 and D2. The first source is the matrix keyboard key and the second is the output of the US control system. The matrix keyboard can consist of any number of rows and columns. The keys are numbered from S11 to Smn, where index m is the column number and index n is the row number: The K1 column with the power-on button has a resistor

PL 239 120 B1 podciągający pierwszy Rp1, który dołączony jest do napięcia wejściowego VBAT. Pozostałe kolumny posiadają rezystory podciągające dołączone do napięcia wyjściowego VOUT. W stanie wyłączonego zasilania, gdy nie jest wciśnięty klawisz włączania zasilania, węzeł kolumny pierwszej K1 znajduje się na potencjale wysokim. Dioda D3 zapobiega przepływowi prądu z węzła kolumny K1 do układu sterującego US, który nie jest w tym stanie zasilany. W momencie wciśnięcia klawisza włączania zasilania S11, węzeł L1 wiersza klawiatury matrycowej zostaje również dołączony do potencjału wysokiego, który następnie poprzez rezystor piąty R5, kondensator C, diodę D2 oraz rezystor R5 wysterowuje tranzystor drugi T2, który z kolei włącza tranzystor pierwszy T1. Następuje załączenie zasilania i uruchomienie układu sterującego US. Układ sterujący US wysterowuje następnie swoje wyjście sterujące zasilaniem ON w stan wysoki co powoduje podtrzymanie włączenia tranzystora drugiego T2 nawet po puszczeniu klawisza włączającego zasilanie S11 klawiatury matrycowej. W przypadku potrzeby wyłączenia zasilania, układ sterujący deaktywuje swoje wyjście sterujące zasilaniem ON, co powoduje wyłączenie, tranzystora drugiego T2 i w konsekwencji, wyłączenie zasilania. W przypadku, gdy klawisz włączający zasilanie S11 klawiatury matrycowej zostanie wciśnięty przez nadmiernie długi czas (np. w wyniku niepożądanego zdarzenia przyciśnięcia klawiatury matrycowej ciężkim przedmiotem), kondensator C naładuje się powodując zatrzymanie przepływu prądu sterującego tranzystorem drugim T2, co spowoduje wyłączenie zasilania. Zabezpiecza to przed niekontrolowanym rozładowaniem baterii urządzenia, w którym zastosowany jest układ według wynalazku. Jeśli klawisz załączający zasilanie S11, który był wcześniej wciśnięty zostanie zwolniony, rezystor R4 zapewni rozładowanie ładunku zgromadzonego w kondensatorze C umożliwiając rozpoczęcie kolejnego cyklu pracy układu.A pull-up of the first Rp1 that is connected to the input voltage VBAT. The remaining columns have pull-up resistors connected to the output voltage VOUT. In the power-off state, when the power-on key is not pressed, the first column node K1 is at high potential. The diode D3 prevents the flow of current from the column node K1 to the control circuit US, which is not energized in this state. When the power-up button S11 is pressed, the node L1 of the matrix keyboard row is also connected to the high potential, which then through the fifth resistor R5, the capacitor C, the diode D2 and the resistor R5 drives the second transistor T2, which in turn turns on the first transistor T1. The power supply is turned on and the US control system is started. The US control system then drives its output controlling the power supply ON to a high state, which causes the switching on of the second transistor T2, even after releasing the key that turns on the power supply S11 of the matrix keyboard. In the event of the need to turn off the power, the control circuit deactivates its power control output ON, which turns off the second transistor T2 and, consequently, turns off the power. In the event that the power-on key S11 of the matrix keyboard is pressed for an excessively long time (e.g. as a result of an undesirable event of pressing the matrix keyboard with a heavy object), the capacitor C will become charged, stopping the flow of current controlling the second transistor T2, which will turn off the power. This protects against uncontrolled discharge of the battery of the device in which the system according to the invention is applied. If the switch on the power supply S11, which was previously pressed, is released, the resistor R4 will discharge the charge accumulated in the capacitor C, enabling the start of the next cycle of the system operation.

W czasie normalnej pracy układu, gdy zasilanie jest złączone i podtrzymywane poprzez wyjście ON układu sterującego US, układ sterujący skanuje stan klawiszy klawiatury matrycowej. Odbywa się to poprzez wystawianie stanu niskiego na węzły wierszy L1, L2 ... Ln klawiatury matrycowej. Dla węzłów od L2 do Ln odbywa się to poprzez wystawienie stanu niskiego na wyjściach układu sterującego US. Natomiast dla węzła L1 stan niski wymuszany jest poprzez tranzystor trzeci T3 sterowany wyjściem L1A układu sterującego US. Zastosowanie tranzystora pośredniczącego jest tu konieczne, by węzeł L1 mógł przybierać stan wysoki, podczas gdy zasilanie jest wyłączone. Przy braku tranzystora trzeciego T3, prąd płynący poprzez układy zabezpieczające wyjścia układu sterującego US powodowałby brak możliwości uzyskania stanu wysokiego na tym węźle. Stan klawiszy w aktualnie wysterowanym wierszu klawiatury matrycowej jest odczytywany przez układ sterujący US za pomocą wejść K1A, K2 ... Km. Wejścia od K2 do Km są połączone bezpośrednio do węzłów kolumn klawiatury matrycowej natomiast wejście K1A dołączone jest do węzła K1 za pomocą diody, która zabezpiecza przed przepływem prądu do wejścia K1A w momencie, gdy zasilanie jest wyłączone. Dzięki takiej konstrukcji, układ sterujący US może odczytywać stan wszystkich klawiszy klawiatury matrycowej włączenie z klawiszem włączającym zasilanie S11, który może podczas pracy urządzenia pełnić odmienną rolę.During normal operation of the system, when the power is connected and held by the ON output of the US control system, the control system scans the state of the matrix keyboard keys. This is done by exposing a low state to the row nodes L1, L2 ... Ln of the matrix keyboard. For the nodes L2 to Ln it is done by setting a low state at the outputs of the US control system. On the other hand, for the node L1, the low state is forced by the third transistor T3, driven by the output L1A of the US control system. The use of an intermediate transistor is necessary here so that node L1 can go high when the power is turned off. In the absence of the third transistor T3, the current flowing through the circuits protecting the outputs of the US control circuit would make it impossible to obtain a high state at this node. The state of the keys in the currently controlled row of the matrix keyboard is read by the US control system using the inputs K1A, K2 ... Km. Inputs from K2 to Km are connected directly to the column nodes of the matrix keyboard, while input K1A is connected to node K1 by a diode that prevents current flow to input K1A when the power is turned off. Due to such a structure, the US control system can read the state of all keys of the matrix keyboard - on with the power-on key S11, which can play a different role during the operation of the device.

Claims

Patent claim

1. A system for switching the supply voltage to devices with a matrix keyboard, including a matrix keyboard in rows and columns, resistors, capacitor, diodes and transistors, characterized in that the supply voltage (VBAT) is connected to one terminal of the switching transistor (T1) and to one terminal of the first resistor (R1) and the third terminal of the switching transistor (T1) is connected to the output voltage (VOUT), while the second terminal of the switching transistor (T1) is connected to the second terminal of the first resistor (R1) and the third terminal of the second transistor (T2) and the second terminal of the second transistor (T2) is connected to the terminals of the second resistor (R2) and the third resistor (R3), the second terminal of the third resistor (R3) and the first terminal of the second transistor (T2) are connected to the ground (GND), the second terminal of the resistor the second (R2) is connected to the cathode of the first diode (D1) and the cathode of the second diode (D2), the anode of the first diode (D1) is connected to the power control input (ON) of the control system (US), the second diode (D2) anode is connected to the capacitor (C) terminal and one fourth resistor (R4) terminal, the second terminal of which is connected to the second capacitor (C) terminal and one terminal the fifth resistor (R5), the second terminal of which is connected to the node of the first row of the matrix keyboard (L1), to which the first terminals of the keys of the first row of the matrix keyboard are connected from the first to the m-th (S11, S21 ... Sm1) and the third

The terminal of the third transistor (T3), the second terminal of which is connected to the first indexing output (L1A) of the control circuit (US), and the first terminal of which is connected to ground (GND), to the second indexing output (L2) of the control circuit (US) ) the first key terminals of the second row of the matrix keyboard are connected from the first to the m-th (S12, S22 ... Sm2), where the analogously connected rows of the matrix keyboard are n, where the last, n-th indexing output (Ln) of the control system (US) the first key clamps of the nth row of the matrix keyboard from the first to the mth (S1n, S2n ... Smn) are connected, with the second key clamps of the first column of the matrix keyboard connected to the first column node of the matrix keyboard (K1) from the first to the nth (S11, S12 ... S1n) as well as the cathode of the third diode (D3) and the first terminal of the first pull-up resistor (Rp1), the second terminal of which is connected to the supply voltage (VBAT ) and the anode of the third diode (D3) is connected to the first checking input (K1A) of the control circuit (US), to the second checking input (K2) of the control circuit (US) the second terminals of the keys of the second column of the matrix keyboard from the first to the nth are connected (S21, S22 ... S2n) and the second pull-up resistor (Rp2), the second terminal of which is connected to the output voltage (VOUT), where the columns of the matrix keyboard are connected in the same way, where the last, m-th checking input (Km ) of the control system (US), the second clamps of the m-th column of the matrix keyboard are connected, from the first to the nth (Sm1, Sm2 ... Smn) and the first clamp of the m-th pull-up resistor (Rpm), the second clamp of which is connected to output voltage (VOUT).