WO2024138808A1 - 一种用于与键盘通信的便携式设备及通信方法 - Google Patents

一种用于与键盘通信的便携式设备及通信方法 Download PDF

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WO2024138808A1
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宜宾市天珑通讯有限公司
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Definitions

  • the present application provides a portable device for communicating with a keyboard, the portable device being connected to the keyboard and comprising: a Hall sensor for detecting the connection or disconnection of the keyboard; a processor connected to the Hall sensor and communicating with the keyboard via a UART interface, for receiving keyboard data sent by the keyboard when the connection of the keyboard is detected.
  • the keyboard includes: a probe connector, connected to the processor of the portable device through the UART interface; an MCU, communicatively connected to the processor through the UART interface and through the probe connector; a key circuit, connected to the MCU through a GPIO interface; wherein the key circuit is used to receive a key signal input by a user and transmit it to the MCU through the GPIO interface, and the MCU is used to process the key signal to obtain corresponding keyboard data, and send the corresponding keyboard data to the processor through the probe connector, or receive a corresponding keyboard control signal from the processor.
  • the probe connector is also used to provide power supply to the MCU;
  • the keyboard also includes a low voltage difference linear stabilizer, which is connected to the MCU and the probe connector and is used to reduce the voltage value of the power supply provided by the probe connector to a preset value for use by the MCU.
  • the keyboard further comprises an electromagnetic component for indicating connection or disconnection of the keyboard so as to be detected by the Hall sensor.
  • the present application also provides a communication method, wherein the portable device is a portable device as described above, and the method comprises: detecting the connection or disconnection of the keyboard through the Hall sensor; when the connection of the keyboard is detected, the processor establishes a communication connection with the keyboard through the UART interface, and receives keyboard data sent by the keyboard from the keyboard through the communication connection.
  • the processor when receiving an interrupt response to keyboard access, the processor also stops the currently executing task and executes a specific interrupt handler to access the keyboard.
  • the keyboard data is data obtained by encoding the original data by the MCU of the keyboard; receiving the keyboard data sent by the keyboard through the communication connection also includes: decoding the keyboard data, thereby performing corresponding processing according to the decoded data.
  • FIG1 is a schematic diagram of a framework of a portable device according to an embodiment of the present application.
  • FIG2 is a schematic diagram of a keyboard framework according to an embodiment of the present application.
  • FIG3 is a schematic diagram of a portable device and a keyboard according to an embodiment of the present application.
  • FIG4 is another schematic diagram of a keyboard according to an embodiment of the present application.
  • FIG5 is another schematic diagram of a keyboard according to an embodiment of the present application.
  • FIG6 is a schematic diagram of a communication method according to an embodiment of the present application.
  • FIG8 is a schematic diagram of a communication connection according to an embodiment of the present application.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a framework of a portable device 100 according to an embodiment of the present application.
  • the portable device 100 is connected to a keyboard 200 , which may be a keyboard supporting a specific probe connector, for example, a keyboard supporting a POGO PIN.
  • the portable device 100 includes a Hall sensor 110 and a processor 120 .
  • the Hall sensor 110 may generally be composed of a coil and a magnet. When the magnetic field around the coil changes, the coil generates current, thereby causing the magnet to move. When the keyboard 200 is connected or disconnected, the magnetic field of the keyboard 200 affects the coil of the Hall sensor 110, and then causes the magnet to move, so that the Hall sensor 110 detects the connection or disconnection of the keyboard 200.
  • the processor 120 can update the state of the keyboard 200 according to the received keyboard data, and Responds to input from keyboard 200.

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Abstract

本申请公开了一种用于与键盘通信的便携式设备及通信方法，该便携式设备包括：霍尔传感器，用于检测键盘的接入或断开，并将检测状态发送给便携式设备；处理器，用于在检测到键盘的接入时，通过UART接口直接与键盘建立通信连接，接收键盘发送的键盘数据。本申请提供的方法能够省掉便携式设备端的MCU，减少了便携式设备的成本和复杂度，提高了便携式设备的灵活性和可扩展性，并且能减少不必要的数据中转，降低传输时延。

Description

一种用于与键盘通信的便携式设备及通信方法 【技术领域】
本申请属于数据通信领域，尤其涉及一种用于与键盘通信的便携式设备及通信方法。
【背景技术】
一般来讲，PAD(便携式安卓设备，Portable Android Device)是指可被用户随身携带的、能够向用户提供通话、消息收发、日程管理、游戏、音频/视频再现等各种功能的设备，例如，手机，平板电脑、数字多媒体播放器等。随着电子、通信技术的发展，为了键盘与PAD之间的通信，使得PAD和键盘的内部架构越来越专用，比如，对于某种支持探针连接器的键盘，PAD内需要内置专用MCU，方可实现其与PAD之间的数据传输。
【发明内容】
本申请的目的是提供一种用于与键盘通信的便携式设备及通信方法，解决现有技术中的技术问题。
为实现以上目的，本申请是通过以下技术方案予以实现的：
本申请提供了一种用于与键盘通信的便携式设备，所述便携式设备与键盘连接，包括：霍尔传感器，用于检测所述键盘的接入或断开；处理器，与所述霍尔传感器连接，并通过UART接口与所述键盘通信连接，用于在检测到所述键盘的接入时接收所述键盘发送的键盘数据。
在一些实施例中，所述键盘包括：探针连接器，通过所述UART接口与所述便携式设备的所述处理器连接；MCU，通过所述UART接口并经过所述探针连接器与所述处理器通信连接；按键电路，通过GPIO接口与所述MCU连接；其中，所述按键电路用于接收用户输入的按键信号并通过所述GPIO接口传输到所述MCU，所述MCU用于对所述按键信号进行处理，以得到相应键盘数据，并经过所述探针连接器将所述相应键盘数据发送给所述处理器，或者从所述处理器接收相应的键盘控制信号。
在一些实施例中，所述探针连接器还用于给所述处理器提供供电电源。
在一些实施例中，所述探针连接器还用于给所述MCU提供供电电源；所述键盘还包括低压差线性稳定器，所述低压差线性稳定器与所述MCU和探针连接器连接，用于将所述探针连接器提供的供电电源的电压值降低至预设值，以供所述MCU使用。
在一些实施例中，所述探针连接器还用于给所述处理器提供第一供电电源，并给所述MCU提供第二供电电源，其中所述第一供电电源与所述第二供电电源的电压值相同。
在一些实施例中，所述键盘还包括电磁组件，用于表征所述键盘的接入或断开，以使得所述霍尔传感器检测。
本申请还提供了一种通信方法，所述便携式设备为如上述的便携式设备，该方法包括：通过所述霍尔传感器检测所述键盘的接入或断开；当检测到所述键盘的接入时，所述处理器通过UART接口与所述键盘建立通信连接，并通过所述通信连接从所述键盘接收所述键盘发送的键盘数据。
在一些实施例中，当检测到所述键盘的接入时，所述处理器通过UART接口与所述键盘建立通信连接，并通过所述通信连接从所述键盘接收所述键盘发送的键盘数据，包括：当处理器接收到所述键盘的接入的中断响应时，通过UART接口建立与所述键盘的通信连接；通过所述通信连接，接收所述键盘发送的键盘数据。
在一些实施例中，当接收到键盘的接入的中断响应时，所述处理器还停止当前正在执行的任务，并执行特定的中断处理程序，以接入所述键盘。
在一些实施例中，所述键盘数据是所述键盘的MCU对原始数据进行编码而得到的数据；通过所述通信连接，接收所述键盘发送的键盘数据，还包括：对所述键盘数据进行解码，从而根据解码后的数据进行相应的处理。
本申请采用以上技术方案与现有技术相比，所产生的有益效果在于：通过便携式设备包括霍尔传感器与处理器，其中，霍尔传感器用于检测键盘的接入或断开；处理器用于检测到键盘的接入时，通过UART接口与键盘建立通信连接，并通过通信连接从键盘接收键盘发送的键盘数据。本申请提供的方法能够省掉便携式设备端的MCU，节约成本，并且能减少不必要的数据中转，降低传输时延。
【附图说明】
图1是本申请实施例便携式设备的框架示意图；
图2是本申请实施例键盘的框架示意图；
图3是本申请实施例便携式设备与键盘的框架示意图；
图4是本申请实施例键盘的又一框架示意图；
图5是本申请实施例键盘的再一框架示意图；
图6是本申请实施例通信方法的示意图；
图7是本申请实施例键盘接入的通信方法的示意图；
图8是本申请实施例通信连接的示意图。
【具体实施方式】
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
请参阅图1，图1是本申请实施例便携式设备100的框架示意图。该便携式设备100与键盘200连接，键盘200可以是支持特定探针连接器的键盘，例如，支持POGO PIN的键盘。该便携式设备100包括霍尔传感器110和处理器120。
霍尔传感器110用于检测键盘200的接入或断开。
处理器120与霍尔传感器110连接，并通过UART接口与键盘200通信连接，用于在检测到键盘200的接入时接收键盘发送的键盘数据。
霍尔传感器110检测到键盘200的接入或断开，可以产生相应的中断响应。
处理器120还可以称为CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)。处 理器120可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器120还可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。另外，处理器120可以由集成电路芯片共同实现。
霍尔传感器110检测到键盘200的接入或断开，产生相应的中断响应。处理器120在检测到该中断响应时，即知道键盘200的状态，接入或断开，当便携式设备100的处理器120检测到表示键盘200接入的中断响应，处理器120开始接收键盘200输入。如果键盘200被断开，霍尔传感器110产生相应的中断响应，便携式设备100的处理器120检测到该中断响应，便携式设备100知道键盘200已经断开，并停止接收键盘200输入。
本实施例中，通过便携式设备包括霍尔传感器和处理器，其中，霍尔传感器用于检测键盘的接入或断开，并将检测状态发送给便携式设备，处理器用于在检测到键盘的接入时，通过UART接口直接与键盘建立通信连接，接收键盘发送的键盘数据，从而能够省掉便携式设备端的MCU，减少了便携式设备的成本和复杂度，提高了便携式设备的灵活性和可扩展性，并且能减少不必要的数据中转，降低传输时延。
请参阅图2，图2是本申请实施例键盘200的框架示意图。键盘200包括探针连接器210、MCU 220、按键电路230。
探针连接器210通过UART接口与便携式设备100的处理器120连接，用于实现对键盘200的功能扩展和状态监测。探针连接器210可以为POGO PIN连接器。
MCU 220通过UART接口并经过探针连接器210与处理器120通信连接，用于处理键盘200上按键的输入信息。
按键电路230通过GPIO接口与MCU 220连接，其中，GPIO接口用于将按键电路230的按键信号、状态等信息传送给MCU 220。
具体的，按键电路230用于接收用户输入的按键信号并通过GPIO接口传输到MCU 220，MCU 220用于对按键信号进行处理，以得到相应键盘数据，并经 过探针连接器210将相应键盘数据发送给处理器120，或者从处理器120接收相应的键盘控制信号。
如上述，探针连接器210通过UART接口与便携式设备100的处理器120连接，如图3所示，图3是本申请实施例便携式设备与键盘的框架示意图，在一些实施例中，探针连接器210还用于给处理器120提供供电电源。其中，探针连接器210可以通过相应的电线将电源连接到键盘200内部的电路板上。
在另一些实施例中，探针连接器210还用于给MCU 220提供供电电源。
请参阅图4，图4是本申请实施例键盘200的又一框架示意图，当探针连接器210用于给MCU 220提供供电电源时，键盘200还包括低压差线性稳定器240。低压差线性稳定器240与MCU 220和探针连接器210连接，用于将探针连接器210提供的供电电源的电压值降低至预设值，以供MCU 220使用。例如，将探针连接器210提供的供电电源的电压值3.3V降低至预设值1.8V，以供MCU 220使用。
具体的，探针连接器210提供供电电源电压值，但是这个电压值可能过高或者不稳定，使用低压差线性稳定器240来将供电电源的电压降低至一个预设值，以提供稳定电源。这样就可以保证MCU 220能够正常使用，并且不会因为电压波动而受到影响。
在再一些实施例中，探针连接器210还用于给处理器120提供第一供电电源，并给MCU 220提供第二供电电源，其中第一供电电源与第二供电电源的电压值相同。即探针连接器210用于给便携式设备100的处理器120和MCU 220提供供电电源，其中，供电电源的电压相同，例如，可以为3.3V。
处理器120使用第一供电电源进行工作，MCU 220使用第二供电电源进行工作，因为两者的电压值是相同的，实现通过探针连接器210对处理器120和MCU 220同时供电。这样，处理器120和MCU 220就可以使用稳定的电压进行工作，不会因为外部电源电压波动而受到影响。
请参阅图5，图5是本申请实施例键盘200的再一框架示意图。键盘200还包括电磁组件250，用于表征键盘的接入或断开，以使得霍尔传感器110检测。
具体的，电磁组件250通常可以是一个小型的磁环，位于键盘200的接口处。当键盘200接入便携式设备100时，电磁组件250会感应到磁场并产生电流。这种电流可以被霍尔传感器110检测到，从而使得便携式设备100能够识 别键盘200的接入。
当键盘200断开时，电磁组件250不再产生电流，霍尔传感器110也就无法检测到键盘200的存在。这可以让便携式设备100知道键盘200已经断开，并停止与之交互。
请参阅图6，图6是本申请实施例通信方法的示意图。该方法应用于便携式设备，包括如下步骤：
S610：通过霍尔传感器110检测键盘200的接入或断开。
具体的，霍尔传感器110通常可以由一个线圈和一个磁铁组成，当线圈周围的磁场发生变化时，线圈就会产生电流，从而使磁铁产生移动。当键盘200接入或断开时，键盘200的磁场会影响霍尔传感器110的线圈，然后使磁铁产生移动，从而霍尔传感器110检测到键盘200的接入或断开。
S620：处理器120通过UART接口与键盘200建立通信连接，并通过通信连接从键盘200接收键盘200发送的键盘数据。
其中，键盘200发送的键盘数据通常包含键盘200按键的状态信息，例如按键是否被按下或释放。
如上述，当检测到键盘200时的接入时，处理器120通过UART接口与键盘200建立通信连接，请参阅图7，图7是本申请实施例键盘200接入的通信方法的示意图。该方法包括如下步骤：
S710：当处理器120接收到键盘200的接入的中断响应时，通过UART接口建立与键盘200的通信连接。
具体的，当霍尔传感器110检测到键盘200的接入时，通常通过与便携式设备100的中断控制器相连的线路来发送中断响应。其中，中断控制器是一种特殊的电路，负责接收来自外部设备的中断响应，并将其转发给处理器120。当霍尔传感器110发送中断响应时，中断控制器会将信号转发给处理器120。而处理器120通常通过中断请求线路来接收中断响应。
当处理器120接收到中断响应时，会执行中断处理程序。中断处理程序是一段特殊的程序，负责处理来自外部设备的中断响应。中断处理程序会使用UART接口建立与键盘200的通信连接，并读取来自键盘200的数据。
S720：通过通信连接，接收键盘200发送的键盘数据。
其中，处理器120可以根据这些接收的键盘数据更新键盘200的状态，并 对键盘200的输入作出响应。
在一些实施例中，当接收到键盘200的接入的中断响应时，处理器120还停止当前正在执行的任务，并执行特定的中断处理程序，以接入键盘200。
这个中断处理程序的作用是建立与键盘200的通信连接，并处理来自键盘200的数据。
具体的，当接收到键盘200的接入中断时，处理器120会停止当前正在执行的任务，并跳转到一个特定的内存地址执行中断处理程序。这个内存地址通常是在操作系统启动时设置的，并且用于处理所有的中断。
在跳转到中断处理程序之前，处理器120会保存当前的状态，包括程序计数器和栈指针等。这样做是为了在中断处理程序执行完后能够恢复原来的任务。中断处理程序会读取键盘200缓冲区中的数据，并将其转换为适当的输入事件，例如，按键按下或按键释放。然后，它会将这些事件发送到操作系统或其他应用程序，以便进行相应的处理。
在完成中断处理程序之后，处理器120会恢复原来的状态，并继续执行原来的任务。
在一些实施例中，通过通信连接，接收键盘200发送的键盘数据，请参阅图8，图8是本申请实施例通信连接的示意图。该过程包括如下步骤：
S810：键盘200将要传输的数据进行编码，并通过UART接口向便携式设备100发送编码后的数据。
具体的，键盘200将要发送的数据编码成符合UART协议要求的格式的串行数据流，然后通过UART接口向便携式设备100发送该数据流。
S820：便携式设备100接收编码后的数据并进行解码，从而根据解码后的数据进行相应的处理。
具体的，便携式设备100通过UART接口从键盘200接收数据流之后，产生UART中断并将该数据流传送给处理器120，以通知处理器120处理键盘数据。处理器120接收到数据流后，会将其解码为原始数据，从而根据原始数据执行相应操作。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。因此，以上公开内容应被视为仅受随附权利要求书的范围的限制。

Claims (10)

  1. 一种便携式设备，其特征在于，与键盘连接，包括：
    霍尔传感器，用于检测所述键盘的接入或断开；
    处理器，与所述霍尔传感器连接，并通过UART接口与所述键盘通信连接，用于在检测到所述键盘的接入时接收所述键盘发送的键盘数据。
  2. 根据权利要求1所述的便携式设备，其特征在于，所述键盘包括：
    探针连接器，通过所述UART接口与所述便携式设备的所述处理器连接；
    MCU，通过所述UART接口并经过所述探针连接器与所述处理器通信连接；
    按键电路，通过GPIO接口与所述MCU连接；
    其中，所述按键电路用于接收用户输入的按键信号并通过所述GPIO接口传输到所述MCU，所述MCU用于对所述按键信号进行处理，以得到相应键盘数据，并经过所述探针连接器将所述相应键盘数据发送给所述处理器，或者从所述处理器接收相应的键盘控制信号。
  3. 根据权利要求2所述的便携式设备，其特征在于，所述探针连接器还用于给所述处理器提供供电电源。
  4. 根据权利要求2所述的便携式设备，其特征在于，所述探针连接器还用于给所述MCU提供供电电源；
    所述键盘还包括低压差线性稳定器，所述低压差线性稳定器与所述MCU和探针连接器连接，用于将所述探针连接器提供的供电电源的电压值降低至预设值，以供所述MCU使用。
  5. 根据权利要求2所述的便携式设备，其特征在于，所述探针连接器还用于给所述处理器提供第一供电电源，并给所述MCU提供第二供电电源，其中所述第一供电电源与所述第二供电电源的电压值相同。
  6. 根据权利要求1-5中任一项所述的便携式设备，其特征在于，所述键盘 还包括电磁组件，用于表征所述键盘的接入或断开，以使得所述霍尔传感器检测。
  7. 一种通信方法，其特征在于，应用于如权利要求1-6中任一项所述的便携式设备，包括：
    通过所述霍尔传感器检测所述键盘的接入或断开；
    当检测到所述键盘的接入时，所述处理器通过UART接口与所述键盘建立通信连接，并通过所述通信连接从所述键盘接收所述键盘发送的键盘数据。
  8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当检测到所述键盘的接入时，所述处理器通过UART接口与所述键盘建立通信连接，并通过所述通信连接从所述键盘接收所述键盘发送的键盘数据，包括：
    当处理器接收到所述键盘的接入的中断响应时，通过UART接口建立与所述键盘的通信连接；
    通过所述通信连接，接收所述键盘发送的键盘数据。
  9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当接收到键盘的接入的中断响应时，所述处理器还停止当前正在执行的任务，并执行特定的中断处理程序，以接入所述键盘。
  10. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
    所述键盘数据是所述键盘的MCU对原始数据进行编码而得到的数据；
    通过所述通信连接，接收所述键盘发送的键盘数据，还包括：
    对所述键盘数据进行解码，从而根据解码后的数据进行相应的处理。
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