TWI764007B - 鍵盤掃描電路及其控制方法 - Google Patents

鍵盤掃描電路及其控制方法

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TWI764007B
TWI764007B TW108120795A TW108120795A TWI764007B TW I764007 B TWI764007 B TW I764007B TW 108120795 A TW108120795 A TW 108120795A TW 108120795 A TW108120795 A TW 108120795A TW I764007 B TWI764007 B TW I764007B
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Abstract

本發明提出一種鍵盤掃描電路及其控制方法,係利用數位邏輯電路判斷開關的狀態。鍵盤掃描電路包括數位輸出電路、數位輸入電路、多個開關電路、多條掃描線、多條回傳線及控制器。數位輸出電路將輸入訊號輸出給掃描線,輸入訊號為分別具有一高態輸出電壓及一低態輸出電壓的偵測訊號及準位訊號。數位輸入電路經由回傳線接收多個輸出訊號,依據一高態閥值電壓及一低態閥值電壓判斷該些輸出訊號分別對應的一邏輯訊號為一高邏輯準位或一低邏輯準位。

Description

鍵盤掃描電路及其控制方法
本案是關於鍵盤領域,特別是一種鍵盤掃描電路及其控制方法。
目前的鍵盤掃描電路使用類比式比較器來判斷開關的狀態,但比較器有諸多缺點,如體積大、抗雜訊能力差、無法節電、掃描開關時間長等。此外,也有一些鍵盤掃描電路是採用類比數位轉換器,其具有電路複雜的缺點。
有鑑於此,本發明實施例利用數位邏輯電路來解決上述的問題。
本發明一實施例提出一種鍵盤掃描電路,包括數位輸出電路、數位輸入電路、多個開關電路、多條掃描線、多條回傳線及控制器。數位輸出電路供輸出一高態輸出電壓(VOH)及一低態輸出電壓(VOL)。數位輸入電路接收多個輸出訊號,依據一高態閥值電壓(VTH)及一低態閥值電壓(VTL)判斷該些輸出訊號分別對應的一邏輯訊號為一高邏輯準位或一低邏輯準位。多個開關電路呈陣列方式排列,各開關電路包括串聯的一按鍵開關及一第一電阻。
各掃描線包括一輸入端及多個開關端。輸入端耦接於數位輸出電路,以接收數位輸出電路輸出的一輸入訊號,在一掃描回合中,該些掃描線中的其中之一接收的輸入訊號為一偵測訊號(V2),其他的該些掃描線接收的輸入訊號為一準位訊號(V1),其中偵測訊號及準位訊號為高態輸出電壓及低態輸出電壓之組合。每一掃描線的該些開關端分別以一對一的方式耦接於一第一方向上同一排的該些開關電路。
各回傳線包括一連結端及一輸出端。連結端耦接於一第二方向上同一排的該些開關電路。輸出端耦接於數位輸入電路,以輸出輸出訊號。
控制器耦接數位輸出電路及數位輸入電路,控制器控制數位輸出電路執行掃描回合,並從數位輸入電路接收邏輯訊號,而於掃描回合中,依據各邏輯訊號為高邏輯準位低邏輯準位,判斷接收該偵測訊號的掃描線所耦接的該些開關電路的該按鍵開關的狀態分別為導通或斷開。其中,高態輸出電壓、低態輸出電壓、高態閥值電壓及低態閥值電壓滿足如下的閥值不等式,n為任一回傳線耦接的該些開關電路之中,該些開關電路的按鍵開關的狀態為導通的數量。
Figure 108120795-A0305-02-0005-1
本發明一實施例提出一種鍵盤掃描電路的控制方法,適於偵測呈陣列方式排列的多個開關電路的狀態,其中各開關電路包括串聯的一按鍵開關及一第一電阻,該些開關電路耦接於多個掃描線及多個回傳 線,每一掃描線以一對一的方式耦接於一第一方向上同一排的該些開關電路,各回傳線耦接於一第二方向上同一排的該些開關電路。鍵盤掃描電路的控制方法包括:依據高態輸出電壓(VOH)及低態輸出電壓(VOL),設定一偵測訊號及一準位訊號為高態輸出電壓(VTH)及低態輸出電壓(VTL)之組合;分別輸出一輸入訊號至多個掃描線,在一掃描回合中,該些掃描線中的其中之一接收的輸入訊號為偵測訊號,其他的該些掃描線接收的輸入訊號為準位訊號;從回傳線接收響應開關電路的狀態、偵測訊號及準位訊號而產生的多個輸出訊號;及依據一高態閥值電壓及一低態閥值電壓判斷該些輸出訊號分別對應的邏輯訊號,各邏輯訊號為一高邏輯準位或一低邏輯準位,判斷接收偵測訊號的掃描線所耦接的該些開關電路的按鍵開關的狀態分別為導通或斷開。其中,該高態輸出電壓、該低態輸出電壓、該高態閥值電壓及該低態閥值電壓滿足如下的閥值不等式,V1為一準位訊號,V2為一偵測訊號,n為任一回傳線耦接的該些開關電路之中,該些開關電路的按鍵開關的狀態為導通的數量。
Figure 108120795-A0305-02-0006-2
綜上所述,本發明實施例提出之鍵盤掃描電路及其控制方法,能夠避免鬼鍵發生,還能精簡製程複雜度,並可提供節電喚醒功能。
100:鍵盤掃描電路
110:控制器
120:數位輸出電路
130:數位輸入電路
140:開關電路
141:按鍵開關
142、Ra、Rn:第一電阻
150:掃描線
151:輸入端
152:開關端
160:回傳線
161:連結端
162:輸出端
163:低阻抗走線
164:高阻抗走線
165:發散處
170:第二電阻
180:第三電阻
190:按鍵
191:通孔
192:接點
So:輸出訊號
V1:準位訊號
V2:偵測訊號
210、220、230:基板層
240:低阻抗走線層
250:高阻抗走線層
260:跳線層
270:防水層
S310、S320、S330、S340、S350:步驟
S410、S420、S430:步驟
L1:第一層
L2:第二層
L3:第三層
[圖1]為本發明一實施例之鍵盤掃描電路之示意圖。
[圖2]為本發明一實施例之兩個按鍵按壓的等效電路圖(一)。
[圖3]為本發明一實施例之兩個按鍵按壓的等效電路圖(二)。
[圖4]為本發明一對照例的鍵盤掃描電路多層電路板的各層佈局示意圖(一)。
[圖5]為本發明一對照例的鍵盤掃描電路多層電路板的各層佈局示意圖(二)。
[圖6]為本發明一對照例的鍵盤掃描電路多層電路板的各層佈局示意圖(三)。
[圖7]為本發明一實施例之具有回傳線之層的佈局示意圖。
[圖8]為本發明另一實施例之具有回傳線之層的佈局示意圖。
[圖9]為本發明又一實施例之具有回傳線之層的佈局示意圖。
[圖10]為本發明一對照例之鍵盤掃描電路之多層電路板之層疊示意圖。
[圖11]為本發明一實施例之鍵盤掃描電路之多層電路板之層疊示意圖。
[圖12]為本發明另一實施例之鍵盤掃描電路之多層電路板之層疊示意圖。
[圖13]為本發明一實施例之鍵盤掃描電路的控制方法流程圖。
[圖14]為本發明一實施例之鍵盤掃描電路的節電程序流程圖。
圖1為本發明一實施例之鍵盤掃描電路100之示意圖。鍵盤掃描電路100包括控制器110、數位輸出電路120、數位輸入電路130、多個開關電路140、多條掃描線150及多條回傳線160。
控制器110耦接數位輸出電路120及數位輸入電路130,以控制數位輸出電路120,並取得數位輸入電路130回傳的訊號。控制器110可以由微處理器、可規劃邏輯元件(Complex Programmable Logic Device,CPLD)、可程式化閘陣列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)、邏輯電路、類比電路、數位電路和/或任何基於操作指令操作信號(類比和/或數位)的處理元件來實現,但本發明不以此為限。數位輸出電路120及數位輸入電路130可以由微處理器、可規劃邏輯元件(Complex Programmable Logic Device,CPLD)、可程式化閘陣列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)、邏輯電路和/或任何數位輸入/輸出電路來實現,但本發明不以此為限。在一些實施例中,控制器110、數位輸出電路120及數位輸入電路130可整合在一起。
開關電路140對應鍵盤的按鍵190佈局而呈陣列方式排列。每一開關電路140包括按鍵開關141及第一電阻142。同一開關電路140中的按鍵開關141與第一電阻142相互串聯,使通過第一電阻142的電流得以在對應的按鍵190未按下時被按鍵開關141阻斷。反之,當按鍵190按壓時,使對應的按鍵開關141導通,因此電流得以通過對應的第一電阻142。每一開關電路140耦接於一條掃描線150及一條回傳線160之間。在一些實施例中,為了方便表示,開關電路140對應的鍵盤呈6×4的按鍵矩陣排列。在此鍵盤的按鍵190數量僅為舉例說明,本發明不以此為限。
每一掃描線150包括一輸入端151及多個開關端152。此些掃描線150的輸入端151耦接於數位輸出電路120。同一掃描線150的開關端152分別以一對一的方式耦接於一第一方向(於此為橫向)上同一排的開關電路140。此些掃描線150分別耦接於第一方向上不同排的開關電路140。
每一回傳線160包括一連結端161及一輸出端162。同一回傳線160的連結端161耦接於一第二方向(於此為縱向)上同一排的開關電路140。此些回傳線160分別耦接於第二方向上不同排的開關電路140。於此,連結端161是耦接於開關電路140的第一電阻142。此些回傳線160的輸出端162耦接於數位輸入電路130。
需特別說明的是,圖1所示呈現矩陣排列的鍵盤掃描電路100及前述第一方向及第二方向為舉例說明,僅為了方便表示開關端152、開關電路140、及連結端161之間的等效連接關係,本發明不以此為限。也就是,只需開關端152、開關電路140、及連結端161之間的連接關係如前所述,本發明不需設限於第一方向及第二方向的排列方式。
數位輸出電路120能輸出兩種電壓準位的訊號(在本文中稱為「輸入訊號」),分別為高態輸出電壓(VOH)及低態輸出電壓(VOL)。控制器110在執行掃描程序的過程中,會控制數位輸出電路120進行多個掃描回合。在每一個掃描回合中,數位輸出電路120會輸出一組輸入訊號,該組輸入訊號中只有一條掃描線150所接收的輸入訊號為一偵測訊號V2,其他的掃描線150接收的輸入訊號為一準位訊號V1。偵測訊號V2及準位訊號V1為高態輸出電壓(VOH)及低態輸出電壓(VOL)之組合,也 就是說,若偵測訊號V2為高態輸出電壓(VOH),則準位訊號V1為低態輸出電壓(VOL);反之,若偵測訊號V2為低態輸出電壓(VOL),則準位訊號V1為高態輸出電壓(VOH)。每個掃描回合中接收的輸入訊號為偵測訊號V2的掃描線150均不相同。在一些實施例中,此些掃描回合中,掃描線150是依序輪替接收為偵測訊號V2的輸入訊號。此些輸入訊號流經掃描線150而流至開關電路140的一端,開關電路140的另一端則經由回傳線160傳送輸出訊號So至數位輸入電路130。因此,按鍵開關141導通(即對應的按鍵190被按下)或斷開(即對應的按鍵190未按下)將使輸出訊號So為不同的狀態。因此,透過輸出訊號So,能得知按鍵190是否被按下。
鍵盤掃描電路100還包括多個第二電阻170及多個第三電阻180。每一第二電阻170的一端以一對一的方式耦接於回傳線160的輸出端162,並且各第二電阻170的另一端用於接收準位訊號V1。視準位訊號V1為高態輸出電壓(VOH)或低態輸出電壓(VOL),第二電阻170作為上拉電阻或下拉電阻之用。各第三電阻180以一對一的方式耦接於回傳線160的輸出端162與連結端161之間。
數位輸入電路130經由此些回傳線160接收輸出訊號So,並依據一高態閥值電壓(VTH)及一低態閥值電壓(VTL)判斷此些輸出訊號So分別對應的邏輯訊號為高邏輯準位或低邏輯準位。當輸出訊號So的電壓值從小於低態閥值電壓(VTL)上升至大於低態閥值電壓(VTL),則輸出訊號So對應的邏輯訊號為高邏輯準位。當輸出訊號So的電壓值從大於高態閥值電壓(VTH)下降至小於高態閥值電壓(VTH),則輸出訊號So對應的邏輯訊號為低邏輯準位。
控制器110從數位輸入電路130接收此些邏輯訊號,而於掃描回合中,依據各邏輯訊號為高邏輯準位或低邏輯準位,判斷接收到偵測訊號V2的掃描線150(如圖1所示之掃描回合為第一條掃描線150)所耦接的開關電路140的按鍵開關141的狀態分別為導通或斷開。高態輸出電壓(VOH)、低態輸出電壓(VOL)、高態閥值電壓(VTH)及低態閥值電壓(VTL)滿足下列的閥值不等式,其中,n為任一回傳線160耦接的開關電路140之中,開關電路140的按鍵開關141的狀態為導通的數量。下面將以多個實施例為例,說明依據上述閥值不等式能正確的判讀按鍵190是否被符下。
Figure 108120795-A0305-02-0011-3
請參照圖2,係為本發明一實施例之兩個按鍵190按壓的等效電路圖(一)。在此是繪示接收到偵測訊號V2的掃描線150上的第一個按鍵開關KeyA(即目標按鍵)被按壓,而第二方向上同一排的其餘按鍵KeyN中的一個也被按壓,即表1中目標按鍵KeyA狀態為「導通」、其餘按鍵狀態為「1個其餘按鍵導通」的情形。請參照圖3,係為本發明一實施例之兩個按鍵按壓的等效電路圖(二)。圖2之電路可整理為圖3,可以看到第二電阻170與第三電阻180串聯後與連接其餘按鍵KeyN的第一電阻Rn並聯,再與連接目標開關KeyA的第一電阻Ra串聯。在此,第二電阻170的阻值大於第三電阻180的阻值一第一倍數,以使第三電阻180與第二電阻170串聯時,第三電阻180的阻值能被忽略。第二電阻170的阻值大於第一電阻142的阻值一第二倍數,以使第一電阻Rn與第二電阻170並聯時, 第二電阻170的阻值能被忽略。因此輸出訊號的電壓大致可等同於第一電阻Rn與第一電阻Ra組成一分壓電路時,分壓電路中的第一電阻Ra或第一電阻Rn的跨壓。舉例來說,第二電阻170的阻值為第三電阻180的阻值的10倍,第三電阻180的阻值為第一電阻142的阻值的10倍。例如,若以掃描線150的阻抗為500歐姆為基準,第一電阻142為58歐姆,第二電阻170為500k歐姆,第三電阻180為50k歐姆。由於第二電阻170遠大於第三電阻180,因此兩者串聯時,第三電阻180的阻值能被忽略。又,第一電阻Ra與前述並聯電路形成分壓電路,而第二電阻170遠大於第一電阻Rn,而可忽略第二電阻170。因此,在按鍵開關141為導通之狀態下,輸出訊號So 的電壓可簡化為
Figure 108120795-A0305-02-0012-5
,n為回傳線160耦接的開關電路140之中,開關 電路140的按鍵開關141的狀態為導通的數量。
參照表1,係說明一對照例於不同按鍵190按壓情形之輸出訊號So。在此,系統電壓(VDD)為5伏特為基準,高態輸出電壓(VOH)為5伏特,低態輸出電壓(VOL)為0伏特,高態閥值電壓(VTH)為系統電壓(VDD)的0.7倍即3.5伏特,低態閥值電壓(VTL)為系統電壓(VDD)的0.3倍即1.5伏特,準位訊號V1為5伏特,偵測訊號V2為0伏特。依照前述輸出訊號So的計算式,可計算得如表1所列之輸出訊號So的電壓值。根據高態閥值電壓(VTH)為3.5伏特,在「3個其餘按鍵導通」、「4個其餘按鍵導通」及「5個其餘按鍵導通」的情況,將會判斷邏輯訊號為高邏輯準位,進而誤判為目標按鍵為斷開的情形。
Figure 108120795-A0305-02-0012-6
Figure 108120795-A0305-02-0013-7
為了解決前述問題,可提高高態閥值電壓(VTH),使得高態閥值電壓(VTH)介於高態輸出電壓(VOH)與目標按鍵狀態為「導通」下輸出訊號So的最大值之間,例如改為4.58伏特。或者,可降低高態輸出電壓(VOH),例如改為3.8伏特,結果如表2所示。
Figure 108120795-A0305-02-0013-8
參照表3,係說明另一對照例於不同按鍵190按壓情形之輸出訊號So。與前一對照例相同,系統電壓(VDD)為5伏特為基準,高態輸出電壓(VOH)為5伏特,低態輸出電壓(VOL)為0伏特,高態閥值電壓(VTH)為系統電壓(VDD)的0.7倍即3.5伏特,低態閥值電壓(VTL)為系統電壓(VDD)的0.3倍即1.5伏特,不同的是,在此對照例中,準位訊號V1為0伏特,偵測訊號V2為5伏特。依照前述輸出訊號So的計算式,可計算得如表3所列之輸出訊號So的電壓值。根據低態閥值電壓(VTL)為1.5伏特,在「3個其餘按鍵導通」、「4個其餘按鍵導通」及「5個其餘 按鍵導通」的情況,將會判斷邏輯訊號為低邏輯準位,進而誤判為目標按鍵為斷開的情形。
Figure 108120795-A0305-02-0014-9
為了解決前述問題,可降低低態閥值電壓(VTL),使得低態閥值電壓(VTL)介於低態輸出電壓(VOL)與目標按鍵狀態為「導通」下輸出訊號So的最小值之間,例如改為0.42伏特。或者,可提高低態輸出電壓(VOL),例如改為1.2伏特,結果如表4所示。
Figure 108120795-A0305-02-0014-10
前述實施例是以高態閥值電壓(VTH)與低態閥值電壓(VTL)因遲滯現象而有差異來說明。對於有遲滯現象的數位輸入電路130的鍵盤掃描電路100,在執行掃描回合之前,數位輸出電路120會預先輸入一致的輸入訊號(如均為高態輸出電壓(VOH)或均為低態輸出電壓(VOL))至每一掃描線150,穩態後才執行掃描回合。
為了解決前述問題,可提高高態輸出電壓(VOH),例如改為系統電壓(VDD)的1.9倍即9.5伏特,結果如表5所示。
Figure 108120795-A0305-02-0015-11
在一些實施例中,鍵盤掃描電路100包括一限幅器電路(圖中未繪示),此限幅器電路耦接於回傳線160與數位輸入電路130之間,限幅器電路例如但不限於基納二極體。由於限幅器電路的功能,使數位輸入電路130實際接收的高態輸出電壓(VOH)不超過系統電壓(VDD),也就是限幅器電路能防止數位輸入電路130及控制器110中的晶片因為閂鎖效應(Latch-up)而損壞或停擺。
對於沒有遲滯現象的數位輸入電路130(即高態閥值電壓(VTH)與低態閥值電壓(VTL)是相等或接近),可無需在掃描回合開始之前預先輸入一致的輸入訊號。不同按鍵190按壓情形之輸出訊號So如表6所示。在此,系統電壓(VDD)為5伏特為基準,高態輸出電壓(VOH)為5伏特,低態輸出電壓(VOL)為0伏特,高態閥值電壓(VTH)與低態閥值電壓(VTL)均為4.72伏特,準位訊號V1為5伏特,偵測訊號V2為0伏特。
表6
Figure 108120795-A0305-02-0016-12
在一些實施例中,鍵盤掃描電路100具有節電模式。於節電模式下,掃描線150接收的輸入訊號皆設定為偵測訊號V2,在所有按鍵190均未按下的情形,輸出訊號So均為準位訊號V1。當任一按鍵190被按下(即按鍵開關141導通),則對應的輸出訊號So將產生變化而不為準位訊號V1,可依此作為喚醒條件將控制器110喚醒。
參照圖4至圖6,係為本發明一對照例的鍵盤掃描電路100之多層電路板具有三層,包括第一層L1、第二層L2、第三層L3,其中,第二層L2係位於第一層L1與第三層L3之間。依按鍵190處設有通孔191,而通孔191係形成於多層電路板之第二層L2,使得第一層L1與第三層L3上的接點192能因受力按壓而接觸導通。圖4所示為掃描線150的佈局,也就是多層電路板之第一層L1。圖5所示為隔離層,也就是多層電路板的第二層L2。圖6所示為回傳線160的佈局,也就是多層電路板的第三層L3。可以看到回傳線160由二部分組成,包括低阻抗走線163(實線部分)及高阻抗走線164(虛線部分),高阻抗走線164作為電阻之用。若採取油墨印刷方式製成低阻抗走線163及高阻抗走線164,須分為二次分別印刷,即先印刷上低阻抗走線163再印刷高阻抗走線164。
如前述,本發明實施例之第一電阻142遠大於掃描線150的 線阻抗,而第三電阻180遠大於第一電阻142,第二電阻170又遠大於第三電阻180,因此,各回傳線160與其耦接的第三電阻180和開關電路140的第一電阻142是由高阻抗走線實現。在一些實施例中,高阻抗走線可由高阻抗油墨一次印刷,例如碳粉,但本發明不以此為限。如圖7至圖9所示,係分別為本發明一些實施例之具有回傳線160之層的佈局示意圖。如圖7至圖9所示,所述高阻抗走線呈發散式連接到第二方向上同一排的按鍵190。圖7所示的回傳線160是從鍵盤週緣延伸至按鍵190之間而後發散至各按鍵190。圖8所示的回傳線160是在鍵盤上緣走線後發散置各按鍵190。圖9所示的回傳線160在發散處165還擴大線寬以減少電阻值。上述佈局方式僅為舉例,本發明實施例並非以此為限。
參照圖10,係為本發明一對照例之鍵盤掃描電路100之多層電路板之層疊示意圖。可以看到,前述多層電路板的第一層L1、第二層L2及第三層L3可再細分為三層基板層210、220、230。而三層基板層210、220、230之間,還包含低阻抗走線層240、高阻抗走線層250、跳線層260及防水層270。其中基板層220即為第二層L2,而第一層L1及第三層L3以基板層220(第二層L2)為界,基板層220以上的各層為第一層L1,基板層220以下的各層為第三層L3。
參照圖11,係為本發明一實施例之鍵盤掃描電路100之多層電路板之層疊示意圖。可以看到,本發明實施例除了同樣在三層基板層210、220、230之間形成跳線層260及防水層270之外,在掃描線150之層(第一層L1)設置有低阻抗走線層240,但在回傳線160之層(第三層L3)無需設置低阻抗走線層240,而僅需高阻抗走線層250,可簡化製程複雜 度。參照圖12,係為本發明另一實施例之鍵盤掃描電路100之多層電路板之層疊示意圖,與圖11之差異是,若按鍵190排列規律,還能減少一層跳線層260。
前述電路板可以是薄膜電路板,也可以是印刷電路板。
需特別說明的是,在一些實施例中,多層電路板的層疊關係如下:做為隔離層的基板層220(L2)需夾設於第一層L1(掃描線)與第三層L3(回傳線)之間。並且本案並不限於基板層220(L2)的上方為第一層L1(掃描線),以及基板層220(L2)的下方為第三層L3(回傳線)。依據一些實施例中,多層電路板的層疊關係也可以是基板層220(L2)的上方為第三層L3(回傳線),以及基板層220(L2)的下方為第一層L1(掃描線)。
參照圖13,係為本發明一實施例之鍵盤掃描電路100的控制方法流程圖。首先,依據高態輸出電壓(VOH)及低態輸出電壓(VOL),設定偵測訊號V2及準位訊號V1為高態輸出電壓(VOH)及低態輸出電壓(VOL)之組合(步驟S310)。並且,輸出準位訊號V1至每一第二電阻170(步驟S320)。在步驟S330中,分別輸出一輸入訊號至多個掃描線150,在一掃描回合中,掃描線150中的其中之一接收的輸入訊號為偵測訊號V2,其他的掃描線150接收的輸入訊號為準位訊號V1。接著,從回傳線160接收響應開關電路140的狀態、偵測訊號V2及準位訊號V1而產生的多個輸出訊號So(步驟S340)。於是,可依據高態閥值電壓(VTH)及低態閥值電壓(VTL)判斷輸出訊號So分別對應的邏輯訊號,各邏輯訊號為一高邏輯準位或一低邏輯準位,判斷接收偵測訊號V2的掃描線150所耦接的 開關電路140的按鍵開關141的狀態分別為導通或斷開(步驟S350)。從而即便有同時按下第二方向上同一排的按鍵190的情形,仍可正確判讀按壓情形,防止鬼鍵發生。
參照圖14,係為本發明一實施例之鍵盤掃描電路100的節電程序流程圖。首先,輸出偵測訊號V2至掃描線150(步驟S410)。接著,依據輸出訊號So以判斷開關電路140的狀態,其中,任一輸出訊號So不等於準位訊號時,對應的回傳線160所耦接的開關電路140的至少其中之一為導通(步驟S420)。當開關電路140的至少其中之一為導通時,結束節電程序,而將控制器110喚醒(步驟S430)。
綜上所述,本發明實施例提出之鍵盤掃描電路及其控制方法,能夠避免鬼鍵發生,還能精簡製程複雜度,並可提供節電喚醒功能。
100:鍵盤掃描電路
110:控制器
120:數位輸出電路
130:數位輸入電路
140:開關電路
141:按鍵開關
142:第一電阻
150:掃描線
151:輸入端
152:開關端
160:回傳線
161:連結端
162:輸出端
170:第二電阻
180:第三電阻
190:按鍵
So:輸出訊號
V1:準位訊號
V2:偵測訊號

Claims (11)

  1. 一種鍵盤掃描電路,包括:一數位輸出電路,供輸出一高態輸出電壓(VOH)及一低態輸出電壓(VOL);一數位輸入電路,接收多個輸出訊號,依據一高態閥值電壓(VTH)及一低態閥值電壓(VTL)判斷該些輸出訊號分別對應的一邏輯訊號為一高邏輯準位或一低邏輯準位;多個開關電路,呈陣列方式排列,各該開關電路包括:一按鍵開關;及一第一電阻,串聯於該按鍵開關;多個掃描線,各該掃描線包括:一輸入端,耦接於該數位輸出電路,以接收該數位輸出電路輸出的一輸入訊號,在一掃描回合中,該些掃描線中的其中之一接收的該輸入訊號為一偵測訊號(V2),其他的該些掃描線接收的該輸入訊號為一準位訊號(V1),其中該偵測訊號及該準位訊號為該高態輸出電壓及該低態輸出電壓之組合,當該偵測訊號及該準位訊號的其中之一為該高態輸出電壓時,該偵測訊號及該準位訊號的其中之另一為該低態輸出電壓;及多個開關端,每一該掃描線的該些開關端分別以一對一的方式耦接於一第一方向上同一排的該些開關電路;多個回傳線,各該回傳線包括: 一連結端,耦接於一第二方向上同一排的該些開關電路;及一輸出端,耦接於該數位輸入電路,以輸出該輸出訊號;及一控制器,耦接該數位輸出電路及該數位輸入電路,該控制器控制該數位輸出電路執行該掃描回合,並從該數位輸入電路接收該些邏輯訊號,而於該掃描回合中,依據各該邏輯訊號為該高邏輯準位或該低邏輯準位,判斷接收該偵測訊號的該掃描線所耦接的該些開關電路的該按鍵開關的狀態分別為導通或斷開;其中,該高態輸出電壓、該低態輸出電壓、該高態閥值電壓及該低態閥值電壓滿足一閥值不等式,該閥值不等式為:
    Figure 108120795-A0305-02-0022-13
    其中,n為任一該回傳線耦接的該些開關電路之中,該些開關電路的該按鍵開關的狀態為導通的數量。
  2. 如請求項1所述的鍵盤掃描電路,更包括:多個第二電阻,各該第二電阻的一端以一對一的方式耦接於該些回傳線的該輸出端,並且各該第二電阻的另一端用於接收該準位訊號,其中,該些第二電阻的阻值大於該些第一電阻的阻值。
  3. 如請求項2所述的鍵盤掃描電路,更包括: 多個第三電阻,各該第三電阻以一對一的方式耦接於該些回傳線的該輸出端與該連結端之間,其中該些第三電阻的阻值小於該些第二電阻的阻值。
  4. 如請求項3所述的鍵盤掃描電路,其中各該回傳線與其耦接的該第三電阻和該些開關電路的該些第一電阻是一條發散式高阻抗走線。
  5. 如請求項1所述的鍵盤掃描電路,其中,當該輸出訊號的電壓值從小於該低態閥值電壓上升至大於該低態閥值電壓,則該輸出訊號對應的該邏輯訊號為該高邏輯準位,當該些輸出訊號的電壓值從大於該高態閥值電壓下降至小於該高態閥值電壓,則該輸出訊號對應的該邏輯訊號為該低邏輯準位。
  6. 如請求項1所述的鍵盤掃描電路,其中於一節電模式下,該些掃描線接收的該輸入訊號皆為偵測訊號,該控制器依據該些輸出訊號以判斷該些開關電路的狀態,其中,任一該輸出訊號不等於該準位訊號時,該控制器被喚醒。
  7. 如請求項1所述的鍵盤掃描電路,其中該些開關電路、該些掃描線及該些回傳線構成一多層電路板,該多層電路板包括:一第一層,設置有一低阻抗走線層,並且該些掃描線佈局於該第一層中;一第二層,包括多個通孔,各該通孔用於承受一外力以導通對應的該掃描線及對應的該回傳線;及 一第三層,設置有一高阻抗走線層,並且該些回傳線佈局於該第三層中;其中,該第二層夾設於該第一層與該第三層之間。
  8. 一種鍵盤掃描電路的控制方法,適於偵測呈陣列方式排列的多個開關電路的狀態,其中各該開關電路包括串聯的一按鍵開關及一第一電阻,該些開關電路耦接於多個掃描線及多個回傳線,每一該掃描線以一對一的方式耦接於一第一方向上同一排的該些開關電路,各該回傳線耦接於一第二方向上同一排的該些開關電路,該鍵盤掃描電路的控制方法包括:依據一高態輸出電壓(VOH)及一低態輸出電壓(VOL),設定一偵測訊號(V2)及一準位訊號(V1)為該高態輸出電壓(VOH)及該低態輸出電壓(VOL)之組合,其中當該偵測訊號及該準位訊號的其中之一為該高態輸出電壓時,該偵測訊號及該準位訊號的其中之另一為該低態輸出電壓;分別輸出一輸入訊號至多個掃描線,在一掃描回合中,該些掃描線中的其中之一接收的該輸入訊號為該偵測訊號,其他的該些掃描線接收的該輸入訊號為該準位訊號;從該些回傳線接收響應該些開關電路的狀態、該偵測訊號及該準位訊號而產生的多個輸出訊號;及依據一高態閥值電壓(VTH)及一低態閥值電壓(VTL)判斷該些輸出訊號分別對應的一邏輯訊號,各該邏輯訊號為一高邏輯準位或一低邏 輯準位,判斷接收該偵測訊號的該掃描線所耦接的該些開關電路的該按鍵開關的狀態分別為導通或斷開;其中,該高態輸出電壓、該低態輸出電壓、該高態閥值電壓及該低態閥值電壓滿足一閥值不等式,該閥值不等式為:
    Figure 108120795-A0305-02-0025-14
    其中,n為任一該回傳線耦接的該些開關電路之中,該些開關電路的該一按鍵開關的狀態為導通的數量。
  9. 如請求項8所述的鍵盤掃描電路的控制方法,其中該些開關電路還以一對一的方式耦接於一第二電阻的一第一端,該鍵盤掃描電路的控制方法更包括:輸出該準位訊號至每一該第二電阻的一第二端。
  10. 如請求項8所述的鍵盤掃描電路的控制方法,更包括:在執行該掃描回合之前,預先輸入一致的輸入訊號至該些掃描線,穩態後才執行該掃描回合。
  11. 如請求項8所述的鍵盤掃描電路的控制方法,更包括一節電程序,該節電程序包括:輸出該偵測訊號至該些掃描線;依據該些輸出訊號以判斷該些開關電路的狀態,其中,任一該輸出訊號不等於該準位訊號時,對應的該回傳線所耦接的該些開關電路的至少其中之一為導通;及 當該些開關電路的至少其中之一為導通時,結束該節電程序。
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