TW200529078A - Apparatus for inputting key signals and operation method there of - Google Patents

Description

200529078 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種光碟機之按鍵輸入訊號的裝置及 其操作方法，且特別是有關於一種光碟機按鍵利用類比電 壓輸入訊號的裝置及其操作方法。 【先前技術】 由於近來半導體工業的演進，晶片的製作越來越趨複 雜。因為製程技術的改善，使得單位面積所能製作的邏輯 問數目也越來越多。過去需要多個晶片才能達成的功能， 現在的技術都有可能將之整合在一個晶片之中，這就是所 謂的系統單晶片（S〇c)概念。 但是’整合進一個單晶片的功能越多，晶片的面積可 能越來越魔大。晶片的面積越大代表晶片的成本也越高。 此外，各個模組間的輸出輸入也更加的複雜。當一個晶片 的輸出輸入接腳越多，晶片製作以及封裝成本隨之增加， 甚至，將來測試的複雜度也隨之提高。因此，除了盡量降 低b曰片面積以節省成本之外，如何減少一個晶片的輸出輸 入接腳，是一個相當重要的課題。 減少晶片的接腳不但對晶片本身能降低成本，對於晶 片卜的電路板，更能大幅降低設計電路板的複雜度。因為 電路板的線路減少能夠提供電路板設計者更大的彈性，並 :低出錯的機會。甚i，電路線之間的互相干擾更能降 200529078 其中更重要的是，現在許多的系統需要以按鍵當作使 用者的溝通介面，按鍵的功能單純，但是卻會佔用許多電 路板的接線，同時也會佔用晶片的接腳。由此可知，如何 設計一簡化晶片對外接腳的裝置或電路，正是晶片設計業 者以及系統設計者所共同關心而且迫切需要的技術。 第1圖繪示習知以按鍵輸入訊號予一晶片之電路圖。 請參照第1圖，按鍵102、104、106以及108用以傳送控 制訊號至一晶片112。按鍵102具有一導通狀態以及一斷路 狀態。當按鍵130按下時，參考電壓11〇與接腳120導通， 因此接腳120之輸入電壓值為參考電壓11〇值。當按鍵130 鬆開時，接腳120經由電阻114接到地，因此接腳120之輸 入電壓值為零。依據相同的操作方式，按鍵104、1〇6以及 108配合電阻116、117以及118分別決定接腳122、124以 及126之電壓。 在第1圖中，4種狀態需要4組按鍵以及4個輸入腳位 來债測’按鍵沒有被壓的時候狀態為邏輯〇，被壓下後則為 邏輯1，晶片112可藉由邏輯丨或邏輯〇來判別按鍵的狀態。 晶片112利用4個接腳120、122、124以及126接收來自按 鍵102、104、106以及1〇8之訊號。當晶片112對外的接腳 過多時，可能會造成晶片面積的浪費，導致晶片成本增加。 【發明内容】 本發明提供一種按鍵訊號輸入電路，此電路包括複數 個按鍵、一訊號轉換模組以及一晶片。每一按鍵具有一輸 200529078 出端’經由電壓輸入線連接至訊號轉換模組。訊號轉換模 組接收這些電壓輸入線，其中每一電壓輸入線具有一第一 電壓值以及一第二電壓值。訊號轉換模組依據電壓輸入線 之電壓值之組合決定一類比電壓值。 此晶片具有一類比訊號解碼模組以及一主要模組。類 比訊號解碼模組經由一類比接腳接收類比電壓值進行解碼 以產生與電壓輸入線相同數目之按鍵輸入值。這些按鍵輸 入值代表電壓輸入線之電壓值之組合。主要模組接收這些 _ 按鍵輸入值以進行晶片之主要邏輯運算。藉此，複數個電 壓輸入線簡化為一類比接腳。 本發明亦提出一種按鍵訊號輸入方法。此方法至少包 括下列步驟。首先，提供一晶片，此晶片内含一主要模組 以及一類比訊號解碼模組。其中主要模組具有複數輸入接 腳，輸入接腳對應於相同數目之電壓輸入線。接著，每一 電壓輸入線提供一第一電壓值以及一第二電壓值。接著， 提供一訊號轉換模組以接收這些之電壓輸入線。 參 接著，此訊號轉換模組依據電壓輸入線之電壓值之組 合決定一類比電壓值。接著，類比訊號解碼模組經由一類 比接腳接收類比電壓值。接著，類比訊號解碼模組對類比 電壓值進行解碼以產生與電壓輸入線相同數目之按鍵輸入 值。接著，主要模組經由輸入接腳接收這些按鍵輸入值。 藉此，此晶片將複數個電壓輸入線簡化為一類比接腳。 【實施方式】 8 200529078 第2圖繪示本發明之較佳實施例之方塊圖。請參照第2 圖’按鍵訊號輸入裝置202包括按鍵2〇4、206、208、210 以及一訊號轉換模組212。舉例而言，在第2圖中，按鍵訊 號輸入裝置202有4個按鍵，其中每一按鍵具有一輸出端， 每一按鍵具有導通狀態與斷路狀態。在第2圖中，按鍵2〇4、 206、208以及210分別具有輸出端214、216、218以及22〇。 當按鍵222按下時，按鍵204處於導通狀態時，參考電壓 221經由按鍵204導通至輸出端214。此時，輸出端214輸 出一第一電壓值（即參考電壓221)。當按鍵222鬆開時，按 鍵204處於斷路狀態時，此時，輸出端2丨4之電壓值受訊 號轉換模組影響，呈現一第二電壓值。依據相同的操作模 式，按鍵206、208以及210亦分別具有導通狀態以及斷路 狀態，並且分別提供一第一電壓值以及一第二電壓值。 4個輸出端214、216、218以及22〇分別透過電壓輸入 線240連接於4個輸入端228、230、232以及234，電壓輪 入線240之電壓組合即代表按鍵訊號。訊號轉換模組212 依據輸出端214、216、218以及220之電壓值之組合決定 一類比電壓值。此類比電壓值經由一類比接腳224輸出予 一晶片226。藉此，4個輸入端228、230、232以及234簡 化為一類比接腳224。 汛號轉換模組2 12利用每一個按鍵的不同權重加以匈 別按鍵被壓與否，輸出之類比電壓值ν〇如下式所示： V〇=(Wl*SWl+W2*SW2 + W3*SW3+W4*SW4)*Vref 其中SW卜SW2、SW3以及SW4分別表示輸出端214、 200529078 216、218以及220之電壓值，W1、W2、W3以及W4分別 表示不同的權重。Vref為參考電壓。 舉例而言，權重的關係可以如下所示： W4=2*W3=4*W2 = 8*W1 依不同的權重，在不同按鍵被壓時會有類比電壓輸 出。在4個鍵的組合下’會有16種組合，相對的，在不同 的權重之下會有16種不同的類比電壓值之位準。此時，晶 片2 2 6只需判別類比電壓值就可以判別出按鍵狀態，而不 再需要4個輸入接腳來來判別按鍵狀態。 舉例來說，訊號轉換模組212包括電阻之組合，以分 壓方式產生此類比電壓值。不同的輸出端之電壓值之組合 決定不同的類比電壓值。第3圖繪示以2個按鍵配合一訊 號轉換模組212實作方式之範例電路圖。請參照第3圖， 此電路圖具有2個按鍵302以及304。 δ才女鍵302之開關303壓下且按鍵3〇4之開關305鬆 開時’按鍵302處於導通狀態且按鍵304處於斷路狀態， 節點316與參考電壓306短路，節點316之電壓值與參考 電壓306值相同。輸出端314之電壓值為節點316之電壓 值經由電阻310以及電阻312分壓的結果。 萬按鍵302之按鍵303鬆開且按鍵3〇4之按鍵305壓 下時，按鍵302處於斷路狀態且按鍵304處於導通狀態， 節點318與參考電壓306短路，節點318之電壓值與參考 電壓306值相同。輸出端314之電壓值為節點318之電壓 值經由電阻314以及電阻312分壓的結果。 10 200529078 當按鍵302之按鍵303鬆開且按鍵304之按鍵305鬆 開時，輸出端314之電壓值為參考電壓306之電壓值經由 電阻308、電阻310以及電阻312分壓的結果。當按鍵3 〇2 之按鍵3 03壓下且按鍵3 04之按鍵305壓下時，輸出端314 之電壓值為參考電壓3 06之電壓值經由電阻314、電阻310 以及電阻3 12分壓之線性疊加（SUperp0Siti0n)的結果。 藉此，輸出端314之電壓值即為一類比電壓值，當按 鍵302以及304之導通狀態以及斷路狀態有不同的組合 時，此類比電壓值具有不同之電壓值。所以輸出端314可 代替按鍵302以及304之輸出端以輸入一晶片，輸入晶片 之接腳由2個簡化為1個。第3圖之電路圖僅作為舉例， 設計者可依據此範例作修飾以及變化，設計出將多個接腳 簡化為一個接腳之分壓電路，但不能視為脫離本發明之精 神與範圍。 请參照第2圖’晶片226具有一類比訊號解碼模組236 以及一主要模組23 8。類比訊號解碼模組23 6接收類比電壓 值進行解碼以產生4個按鍵輸入值。主要模組238經由輸 入接腳242接收此4個按鍵輸入值以進行晶片226之主要 邏輯運算。 第4圖繪示實作類比訊號解碼模組236之一範例電路 圖。在第4圖中之範例電路使用4個比較器4〇2、4〇4、4〇6 以及408來還原類比電壓值。 類比接腳224連接至比較器402、404、406以及408， 參考電壓418經由電阻410、412、414以及416之分壓在 200529078 節點420、422、424以及426產生不同的電壓值。節點420、 422、424以及426分別連接至比較器4〇2、4〇4、4〇6以及 408。使用比較器402、404、406以及408能還原類比電壓 值，亦即在比較器之輸出端428、430、432、434恢復按鍵 204、206、208以及210產生之電壓組合（如第2圖所示）。 舉例而言’比較器402接收類比接腳224之類比電壓 值，並將此類比電壓值與節點42〇之電壓值作比較，於輸 出端428輸出一邏輯狀態（邏輯1或邏輯〇)。輸出端43〇、 φ 432以及434依據類似的方式分別產生邏輯狀態。請參照第 2圖以及第4圖，輸出端428、43〇、432、434之邏輯狀態 之組合能夠重現按鍵之輸出端214、216、218以及220之 電壓組合，所以，依據上述方式，本電路能完全恢復按鍵 204、206、208以及210所產生之組合。 第5圖繪示實作類比訊號解碼模組236之另一範例電 路圖。請參照第5圖以及第2圖，使用一類比數位轉換器 501當作類比訊號解碼模組236，其中參考電壓5〇2為類比 _ 數位轉換501之參考電壓。此類比數位轉換器5〇1原來 就存在於晶片226之中，在晶片226執行主要邏輯運算時 會使用到此類比數位轉換器5〇卜類比電壓值經由一類比接 腳224連接至類比數位轉換器5〇1。每隔一段時間類比數位 轉換益50Η貞測類比電壓值，並將類比電壓值轉換為4個 按鍵輸入值’經由4個輸出端5〇4、5〇6、5〇8以及51〇輸 出，交由主要模組238使用。輸出端5〇4、5〇6、5〇8以及 510之邏輯狀態組合能夠重現按鍵之輸出端214、216、218 12 200529078 以及220之電壓組合。如此，類比數位轉換器5〇丨僅使用 一小部份之頻寬供訊號轉換模組212使用，是一經濟方便 的方法。上述之晶片226例如光碟機内之控制晶片。按鍵 204、206、208及210例如光碟面板之鍵盤。 根據上述之電路，能將輸入晶片226之接腳由多個轉 變成1個。熟習技藝者當能據此加以修飾，並將本電路擴 展，使得輸入晶片226之接腳由第一數目轉變成第二數目， 其中第二數目小於第一數目。例如將4個接腳變成2個接 腳，或將16個接腳變成4個接腳。上述之變化不能視為脫 離本發明之範圍與精神。 上述之電路可以歸納為一種以類比訊號輸入按鍵訊號 的電路裝置及其操作方法。此方法至少包含以下步驟，首 先，提供一晶片，此晶片内含一主要模組以及一類比訊號 解碼模組。此主要模組具有一數目（例如4個）之輸入接腳， 此數目之輸入接腳對應於相同數目之電壓輸入線。接著， 每一電壓輸入線提供一第一電壓值以及一第二電壓值。此 第一電壓值以及此第二電壓值舉例來說，分別代表邏輯i 與邏輯〇。 接著，提供一訊號轉換模組以接收此數目之電壓輸入 線。接著，此訊號轉換模組依據此數目之電壓輸入線之電 壓值之組合決定一類比電壓值。 接著，類比訊號解碼模組經由一類比接腳接收該類比 電壓值。接著，類比訊號解碼模組對此類比電壓值進行解 馬以產生此數目之按鍵輸入值。接著，此主要模組經由此 13 200529078 數目之輪入接腳接收此數目之按鍵輸入值。藉此，此晶片 將此數目之電壓輸入線簡化為一類比接腳，如上述之電路 之範例，其中4個電壓輸入線簡化為丨個接腳。訊號轉換 模組以及類比訊號解碼模組製作之範例同上述之電路，在 此不贅述。 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍内，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳 細說明如下： 第1圖繪示習知以按鍵輸入訊號予一晶片之電路圖； 第2圖繪示本發明之較佳實施例之方塊示意圖； 第3圖繪示以2個按鍵配合一訊號轉換模組之具體實 施例； 第4圖繪示類比訊號解碼模組之一具體實施例；以及 第5圖繪示類比訊號解碼模組之具體實施例。 【元件代表符號簡單說明】 102、104、106、1〇8 :按鍵 110 :參考電壓 112 ··晶片 200529078 114、116、117、118:電阻 120、122、124、126 :接腳 130 :按鍵 202 :按鍵訊號輸入裝置 204、206、208、210 :按鍵 212 ··訊號轉換模組 214、216、218、220 :輸出端 221 ··參考電壓 222 ··按鍵 224 :類比接腳 226 :晶片 228、230、232、234 ··輸入端 236 :類比訊號解碼模組 238:主要模組 240:電壓輸入線 242 :輸入接腳 402、404、406、408 :比較器 410、412、414、416:電阻 418 :參考電壓 420 > 422 > 424 > 426 ：節點 428、430、432、434 :輸出端 501:類比數位轉換器502:參考電壓 504、506、508、510 :輸出端 15

Claims (1)

1. 200529078 拾、申請專利範圍 1· 一種以類比電壓輸入按鍵訊號之方法，包含： 將複數個按鍵訊號轉換成一類比電壓值； 在一晶片中設置一類比訊號解碼模組以接收該類 比電壓值；以及 利用該類比訊號解碼模組將該類比電壓值轉換成 複數個按鍵輸入值，以供該處理晶片依據該複數個按鍵輸 入值為對應該些按鍵訊號之處理。 2·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中更包含： 組合複數個電阻以形成一訊號轉換模組； 經由該说號轉換模組接收複數個電壓輸入線，其中該 些電壓輸入線代表該些按鍵訊號；以及 經由該訊號轉換模組以分壓方式產生該類比電壓 值’其中不同的按鍵訊號決定不同的類比電壓值。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，更包含·· 以複數個比較器組成該類比訊號解碼模組；以及 每一比較器接收該類比電壓值之後與該比較器之參 考電壓值作比較以產生一邏輯狀態，其中該些按鍵輸入值 係該些邏輯狀態之組合。 4.如申請專利範圍第1項所述之方法，更包含： 16 200529078 以一類比數位轉換器組成該類比訊號解碼模組；以及 利用该類比數位轉換器接收該類比電壓值以轉換成 該些按鍵輸入值。 5 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中更包含： 利用複數個電壓輸入線代表該些按鍵訊號； 將每一電壓輸入線分別與一按鍵連接，其中每一按鍵 具有一輸出端； 當該些按鍵其中之一處於導通狀態時，該按鍵經由該 按鍵之輸出端輸出一第一電壓值；以及 當該些按鍵其中之一處於斷路狀態時，該按鍵經由該 按鍵之輸出端輸出一第二電壓值。 6.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該些按 鍵訊號與該些按鍵輸入值具有相同之數目。 7· —種按鍵訊號輸入裝置，至少包含： 複數個按鍵’每一按鍵具有一輸出端，分別連接至一 電壓輸入線，當該些按鍵之一處於導通狀態時，該按鍵經 由該按鍵之輸出端輸出一第一電壓值，當該些按鍵之一處 於短路狀態時，該按鍵經由該按鍵之輸出端輸出一第二電 壓值；以及 一訊號轉換模組，經由該些電壓輸入線連接於該些按 鍵’该訊號轉換模組依據該些電壓輸入線之電壓值之組合 17 200529078 決定一類比電壓值，該類比電壓值經由一類比接腳輸出予 一晶片。 8·如申請專利範圍第7項所述之裝置，其中該訊號 轉換模組包括複數個電阻之組合，該些電阻以分壓方式產 生該類比電壓值’且該些輸出端之電壓值之不同組合決定 不同的類比電壓值。 9·如申請專利範圍第7項所述之裝置，其中該晶片 具有一類比訊號解碼模組以及一主要模組，該類比訊號解 碼模組接收該類比電壓值進行解碼以產生與該電壓輸入 線相同數目之按鍵輸入值，該主要模組接收該些按鍵輸入 值以進行該晶片之主要邏輯運算。 10·如申請專利範圍第9項所述之裝置，其中該類比 訊號解碼模組包含與該些電壓輸入線相同數目之比較 器，每一比較器接收該類比電壓值並與該比較器之參考電 壓值作比較以產生一邏輯狀態，該些按鍵輸入值係該些邏 輯狀態之組合。 11 ·如申請專利範圍第9項所述之裝置，其中該類比 訊號解碼模組包含一類比數位轉換器，該類比數位轉換器 接收該類比電壓值以轉換成該些按鍵輸入值。 18 200529078 12· —種按鍵訊號輸入電路，至少包含： 一訊號轉換模組，接收複數個電壓輸入線，其中每一 電壓輸入線具有一第一電壓值以及一第二電歷值，該訊號 轉換模組依據該些電壓輸入線之電壓值之組合決定一類 比電壓值； 一類比訊號解碼模組經由一類比接腳接收該類比電壓 值進行解碼以產生與該些電壓輸入線相同數目之按鍵輸 入值，該些按鍵輸入值代表該些電壓輸入線之電壓值之組 鲁 合；以及 一主要模組接收該些按鍵輸入值以進行一晶片之主要 邏輯運算。 13·如申請專利範圍第12項所述之電路，其中該訊 號轉換模組更包含複數個電阻之組合，該些電阻以分壓方 式產生該類比電壓值，且該些電壓輸入線之電壓值之不同 組合決定不同的類比電壓值。 φ 14.如申請專利範圍第12項所述之電路，其中該類 比訊號解碼模組包含與該些電壓輸入線相同數目之比較 器，每一比較器接收該類比電壓值姐與該比較器之參考電 壓值作比較以產生一邏輯狀態，該些按鍵輸入值係該些邏 輯狀態之組合。 15 ·如申請專利範圍第12項所述之電路，其中該類 19 200529078 比訊號解碼模組包含一類比數位轉換器，該類比數位轉換 器接收該類比電壓值以轉換成該些按鍵輸入值。 1 6.如申請專利範圍第12項所述之電路，其中更包 含與該些電壓輸入線相同數目之按鍵，每一按鍵具有一輸 出端，當該按鍵處於導通狀態時’該按鍵經由該按鍵之輸 出端輸出該第一電壓值，當該按鍵處於短路狀態時，該按 鍵經由該按鍵之輸出端輸出该第一電堡值’每一按鍵之輸 出端連接於相對應之該電壓輸入線。 17. —種按鍵訊號輸入電路，至少包含： 一訊號轉換模組，根據複數個按鍵所產生之電壓值以 決定一類比電壓值； 一晶片，具有一類比訊號解碼模組以及一主要模組， 該類比訊號解碼模組接收該類比電壓值進行解碼以產生 該複數個按鍵輸入值，以對應該複數個按鍵的開關狀態。 18·如申請專利範圍第17項所述之電路，其中該訊 號轉換模組包括複數個電阻之組合，該些電阻以分壓方式 產生該類比電壓值。 19·如申請專利範圍第17項所述之電路，其中該類 比訊號解碼模組包含複數個比較器，每一個比較器接收相 對應之該類比電壓值並與該比較器之參考電壓值作比較 20 200529078 以產生一邏輯狀態。 20·如申請專利範圍第17 岭邙骑醢zy 4 A人 巧所迷之電路，其中該類 比δίΐ號解碼板組包含一類比齡 1 ]；r w 類比數位轉換器，該類比數位轉換 斋接收遠類比電壓值以轉換成該按鍵輸入值。 2 1 ·如申請專利範圍第1 7項所述之電路，其中每一 按鍵具有一輸出端，當該按鍵處於導通狀態時，該按鍵經 由該按鍵之輸出端輸出一第一電壓值，當該按鍵處於短路 狀態時，該按鍵經由該按鍵之輸出端輸出一第二電壓值。

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