專利名稱：解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的裝置、方法及鍵盤掃描系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鍵盤掃描技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的裝置、方法及鍵盤掃描系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
參見圖1，圖1是現(xiàn)有3×3的鍵盤掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，D1、D2和D3分別對應(yīng)三條列檢測線；S1、S2和S3分別對應(yīng)三條行掃描線；K11～K33依次對應(yīng)檢測線與掃描線交叉處的九個按鍵。三條檢測線對應(yīng)的上拉電阻分別是R1、R2和R3。圖1所示鍵盤掃描系統(tǒng)中，各條掃描線上的掃描信號由用字母“X”標(biāo)識的組合器件產(chǎn)生，并且，為能夠準(zhǔn)確地檢測出被按下的按鍵，在同一時刻，從三個X裝置輸出的掃描信號中，只有一個輸出低電平，其他兩個均輸出高電平；相應(yīng)地，在同一時刻的三條掃描線上，也只有一條被輸入低電平，而其他兩條均被輸入高電平。
圖1中，用于輸出掃描信號的組合器件X由兩個金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)管組成，其中，與電源Vcc的正極相接的是P溝道MOS(PMOS)管，接地的是N溝道MOS(NMOS)管。該組合器件具有反相特性，組合器件的輸入端是上述兩個MOS管的柵極，當(dāng)組合器件的輸入端輸入高電平時，NMOS管被導(dǎo)通，PMOS截止，組合器件的輸出端在PMOS管的漏極輸出低電平；當(dāng)組合器件的輸入端輸入低電平時，PMOS管被導(dǎo)通，NMOS管截止，組合器件的輸出端在PMOS管的漏極輸出高電平。圖1中通過組合器件輸出掃描信號的電路結(jié)構(gòu)也稱為推拉式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)就是既能輸出低輸出阻抗的高電平，也能輸出低輸出阻抗的低電平，因此，具有較強(qiáng)的負(fù)載驅(qū)動能力。
圖2是現(xiàn)有一個按鍵被按下后形成的按鍵檢測電路示意圖。設(shè)被按下的按鍵是K21，由于按鍵被按下后，檢測線與掃描線被接通的時間長度遠(yuǎn)大于掃描線上輸出掃描信號的時間間隔，因此，這段時間內(nèi)，S2上的掃描信號會相繼出現(xiàn)高電平和低電平。圖2a是K21被按下時，上述組合器件輸出高電平時的按鍵檢測電路示意圖。圖2a中，在K21被按下的情況下，由于S2上輸出高電平，因此，在D1上也檢測到高電平，這一檢測結(jié)果并不能確定哪個按鍵被按下。圖2b是K21被按下時，上述組合器件輸出低電平時的按鍵檢測電路示意圖。圖2b中，在K21被按下的情況下，D1上檢測到低電平。也就是說，在K21被正常按下至抬起這段時間內(nèi)，D1上既能夠檢測到圖2a所示的高電平，也能夠檢測到圖2b所示的低電平，在D1上檢測到這一低電平時，就能夠確定有按鍵被按下，且可通過讀取各個掃描線輸入端電平，與各個檢測線上檢測到的電平，能夠確定是哪個按鍵被按下。如K21被按下，則對應(yīng)三條掃描線的輸入端電平分別是1、0、1；對應(yīng)三條檢測線檢測電平分別是0、1、1；根據(jù)讀取到的上述兩種數(shù)據(jù)的組合101011，能夠唯一確定被按下的鍵即是K21。
對于同一根檢測線上只有一個按鍵被按下的情況，運(yùn)用上述圖1所示系統(tǒng)，能獲得準(zhǔn)確的檢測結(jié)果。但是，對于同一根檢測線上有兩個或更多個按鍵被按下的情況，上述系統(tǒng)中將出現(xiàn)電平?jīng)_突的現(xiàn)象，并將導(dǎo)致錯誤的檢測結(jié)果。原因如下參見圖3，圖3是同一根檢測線上有兩個按鍵被按下后形成的按鍵檢測電路圖。設(shè)此時被按下的按鍵是K21和K31。由于圖3中組合器件A與組合器件B在同一時刻輸出的電平應(yīng)該反相。因此，可設(shè)A中兩個MOS管的柵極輸入低電平，對應(yīng)的A的輸出端應(yīng)輸出高電平；B中兩個MOS管的柵極輸入高電平，對應(yīng)的B的輸出端應(yīng)輸出低電平。但是，由于K21與K31被同時按下，相當(dāng)于A的輸出端與B的輸出端在O點(diǎn)被短接，于是，在O點(diǎn)出現(xiàn)電平?jīng)_突的現(xiàn)象。
圖4是圖3的等效電路圖。其中，設(shè)圖3中A與B采用的PMOS管與NMOS管均相同。設(shè)NMOS管被導(dǎo)通時的內(nèi)阻為rn，PMOS管被導(dǎo)通時的內(nèi)阻為rp，那么圖3中PMOS管與NMOS管等效于圖4中的電阻rn與rp。由圖4電路可得出D1上檢測到的電平，即O點(diǎn)的電平為Uo=rnrn+rp×Vcc...(1)]]>公知電阻rn與rp相差不大，因此得到的Uo可能是Vcc的1/2。可見，同一根中兩個按鍵被按下后，由于A輸出端與B輸出端的短接，導(dǎo)致D1上檢測到的電平既非高電平，也非低電平，出現(xiàn)檢測結(jié)果不確定的嚴(yán)重后果。而且，由于電阻rn與rp阻值很小，使A與B具有較強(qiáng)的負(fù)載驅(qū)動能力，在A的輸出端與B的輸出端短接后，會因流過B中PMOS管的電流過大而將該P(yáng)MOS管燒壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的裝置，包括限流電阻和金屬氧化物半導(dǎo)體MOS管；限流電阻，用于連接外部電源與MOS管，在MOS管被導(dǎo)通時限制流過該MOS管的電流；MOS管，用于輸出掃描信號。
優(yōu)選地，所述MOS管為N溝道MOS管。
優(yōu)選地，所述MOS管的源極接地。
優(yōu)選地，所述限流電阻連接外部電源的正極與所述MOS管的漏極。
優(yōu)選地，所述限流電阻的阻值在10K歐姆至100K歐姆之間。
本發(fā)明提供一種鍵盤掃描系統(tǒng)，包括N條掃描線、M條檢測線和N×M個按鍵，N≥2，M≥1，和解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的裝置，該解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的裝置包括限流電阻和金屬氧化物半導(dǎo)體MOS管；限流電阻，用于連接外部電源與MOS管，在MOS管被導(dǎo)通時限制流過該MOS管的電流；MOS管，用于輸出掃描信號。
本發(fā)明提供一種解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的方法，包括在外部電源與MOS管之間接入限流電阻；
利用限流電阻限制MOS管被導(dǎo)通時，流過所述MOS管的電流。
優(yōu)選地，所述MOS管為N溝道MOS管。
優(yōu)選地，所述MOS管的源極接地。
優(yōu)選地，所述限流電阻的阻值在10K歐姆至100K歐姆之間。
由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可見，本發(fā)明提供的解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的裝置及方法通過利用限流電阻，在MOS管導(dǎo)通時，限制流過該MOS管的電流，從而將從被導(dǎo)通的MOS管輸出電平限制在低電平，這樣，在鍵盤掃描陣列中的同一根檢測線上有兩個或兩個以上按鍵均被按下的情況下，能夠確保被導(dǎo)通的MOS管輸出的電平為確定的低電平，解決電平?jīng)_突問題，保證檢測線上得到正確的檢測結(jié)果。


圖1是現(xiàn)有3×3的鍵盤掃描系統(tǒng)；圖2是現(xiàn)有一個按鍵被按下后形成的按鍵檢測電路示意圖；圖3是同一根檢測線上有兩個按鍵被按下后形成的按鍵檢測電路圖；圖4是圖3的等效電路圖；圖5是本發(fā)明一個較佳實(shí)施例中解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的裝置的示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例中鍵盤掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明較佳實(shí)施例中一個按鍵被按下后形成的按鍵檢測電路示意圖；圖8是本發(fā)明較佳實(shí)施例中兩個按鍵被按下后形成的按鍵檢測電路示意圖；圖9是圖8的等效電路圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
本發(fā)明提供一種解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的裝置。圖5是該裝置一個較佳實(shí)施例的示意圖。本發(fā)明提供的裝置中包括限流電阻和MOS管；限流電阻，用于連接外部電源與MOS管，在MOS管被導(dǎo)通時限制流過該MOS管的電流；MOS管，用于輸出掃描信號。其中，MOS管的源極接地。
參見圖6，圖6是本發(fā)明實(shí)施例中鍵盤掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。該鍵盤掃描系統(tǒng)，包括N條掃描線、M條檢測線和N×M個按鍵，N≥2，M≥1，以及如圖5所示的解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的裝置。
圖7是本發(fā)明較佳實(shí)施例中一個按鍵被按下后形成的按鍵檢測電路示意圖，其中，以圖6所示的鍵盤掃描系統(tǒng)為例，設(shè)掃描線上的掃描信號由本發(fā)明的解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的裝置產(chǎn)生，且N＝3，M＝3。本實(shí)施例中，MOS管為NMOS管。在圖7a中，輸入NMOS管柵極的電平信號為低電平，相應(yīng)地，從該NMOS管漏極輸出的就是高電平，當(dāng)K21被按下后，D1上檢測到高電平，由于D1本身輸出的是高電平，因此，從這一檢測結(jié)果中并不能檢測出有按鍵被按下的事件。在K21被按下至抬起這段時間內(nèi)，NMOS管除會輸出高電平，還會輸出低電平，對應(yīng)地，在圖7b中，輸入NMOS管柵極的電平信號為高電平，根據(jù)NMOS管的反相特性，漏極將輸出低電平，若被按下的按鍵是K21，那么在D1上將檢測到低電平，這時，K21被按下這一事件就被檢測出來。因此，采用本發(fā)明提供的解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的裝置，向掃描線上輸送掃描信號，在有按鍵被按下時，根據(jù)現(xiàn)有檢測機(jī)制，能夠從檢測線上檢測到按鍵被按下的事件。
本發(fā)明提供的解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的裝置相對現(xiàn)有圖1所示組合器件X而言，所具有的突出優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)同一根檢測線上出現(xiàn)兩個或兩個以上按鍵均被按下的情況時，采用本發(fā)明給出的解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的裝置時，能夠解決背景技術(shù)中提及的電平?jīng)_突問題。
圖8是本發(fā)明較佳實(shí)施例中兩個按鍵被按下后形成的按鍵檢測電路示意圖。為便于區(qū)分，用RH表示解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的裝置中的限流電阻，檢測線D1上的上拉電阻仍用R1表示。為便于描述，用C表示向掃描線S2輸送掃描信號的解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的裝置；用D表示向掃描線S3輸送掃描信號的解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的裝置?？稍O(shè)C中NMOS管的柵極輸入低電平，對應(yīng)的C的輸出端應(yīng)輸出高電平；D中NMOS管的柵極輸入高電平，對應(yīng)的D的輸出端應(yīng)輸出低電平。當(dāng)K21與K31均被按下后，C的輸出端與D的輸出端被連接上，檢測電路中的電流i如圖8中箭頭所示。
圖9是圖8的等效電路圖，其中，電阻rn是NMOS管導(dǎo)通時的內(nèi)阻。此時，D1上檢測到的電平為圖9中P點(diǎn)的電平。本發(fā)明實(shí)施例中，根據(jù)圖9所示電路圖，計(jì)算出P點(diǎn)電平Up=rnrn+R′×Vcc...(2)]]>其中，R′是兩個電阻RH與一個R1并聯(lián)的阻值。本發(fā)明實(shí)施例由計(jì)算式(2)推知，只要能夠在P點(diǎn)獲得一個確定的低電平，那么就能夠檢測出有按鍵被按下這一事件。于是，本發(fā)明實(shí)施例通過設(shè)定RH一個的取值范圍，來控制P點(diǎn)的電平。本實(shí)施例中，可將RH的取值范圍設(shè)定在10K歐姆至100K歐姆之間。這樣，RH或R1與rn相比，要高出幾個數(shù)量級，相應(yīng)地，也保證R′遠(yuǎn)大于rn。這樣，在rn上分得的電壓，或者說，P點(diǎn)的電平能夠保持在一個確定的低電平位，從而保證當(dāng)有兩個按鍵被按下時，能夠解決背景技術(shù)中出現(xiàn)的電平?jīng)_突問題，并得出正確的檢測結(jié)果。
基于上述運(yùn)用本發(fā)明提供的解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的裝置，解決背景技術(shù)中提及同一根檢測線上兩個按鍵均被按下時出現(xiàn)的電平?jīng)_突問題，簡易推導(dǎo)可知，采用本發(fā)明提供的解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的裝置，同樣能夠解決同一根檢測線上兩個以上按鍵均被按下時可能出現(xiàn)的電平?jīng)_突問題，并得出正確的檢測結(jié)果。
本發(fā)明還提供一種解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的方法，該方法改進(jìn)現(xiàn)有解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的電路，通過在外部電源與MOS管之間接入限流電阻；利用限流電阻限制MOS管被導(dǎo)通時，流過該MOS管的電流。其中，MOS管的源極接地。采用本發(fā)明提供的上述方法改進(jìn)現(xiàn)有輸出鍵盤掃描信號的電路后，得到的輸出鍵盤掃描信號的電路可為上述圖5所示的本發(fā)明提供解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的裝置。
本發(fā)明一個實(shí)施例中，設(shè)上述MOS管為NMOS管。本實(shí)施例中，一個按鍵被按下后形成的按鍵檢測電路可參見圖7所示。在圖7a中，輸入NMOS管柵極的電平信號為低電平，相應(yīng)地，從該NMOS管漏極輸出的就是高電平，設(shè)K21被按下，那么此時D1上檢測到高電平，由于D1本身輸出的是高電平，因此，從這一檢測結(jié)果中并不能檢測出有按鍵被按下的事件。在K21被按下至抬起這段時間內(nèi)，NMOS管除會輸出高電平，還會輸出低電平。在圖7b中，輸入NMOS管柵極的電平信號為高電平，根據(jù)NMOS管的反相特性，漏極將輸出低電平，當(dāng)K21被按下至抬起這段時間內(nèi)，在D1上就能夠檢測到低電平，這樣，K21被按下這一事件就被檢測出來。
若同一根檢測線上有兩個或兩個以上按鍵被按下，那么采用本發(fā)明提供的解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的方法能夠解決上述背景技術(shù)中出現(xiàn)的電平?jīng)_突現(xiàn)象。設(shè)同一根檢測線上有兩個按鍵均被按下，參見圖8，根據(jù)現(xiàn)有檢測機(jī)制，當(dāng)C中NMOS管的漏極輸出低電平信號時，D中NMOS管的漏極輸出高電平。對應(yīng)地，C中NMOS管的柵極被輸入高電平，處于導(dǎo)通狀態(tài)；而D中NMOS管的柵極被輸入低電平，處于截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)K21與K31均被按下后，C的輸出端與D的輸出端被連接上，檢測電路中的電流如圖7中箭頭所示。參見圖8，K21與K31均被按下后，D1上檢測到的電平為圖9中P點(diǎn)的電平。根據(jù)圖9所示電路圖，P點(diǎn)電平可由上述計(jì)算式(2)表示，其中，R′是兩個電阻RH與一個R1并聯(lián)的阻值。本發(fā)明實(shí)施例由計(jì)算式(2)推知，只要能夠在P點(diǎn)獲得一個確定的低電平，那么就能夠檢測出有按鍵被按下這一事件。于是，本發(fā)明實(shí)施例通過設(shè)定RH一個的取值范圍，來控制P點(diǎn)的電平。本實(shí)施例中，可將RH的取值范圍設(shè)定在10K歐姆至100K歐姆之間。這樣，RH或R1與rn相比，要高出幾個數(shù)量級，相應(yīng)地，也保證R′遠(yuǎn)大于rn。這樣，在rn上分得的電壓，或者說，P點(diǎn)的電平能夠保持在一個確定的低電平位，從而保證當(dāng)有兩個按鍵被按下時，能夠解決背景技術(shù)中出現(xiàn)的電平?jīng)_突問題，并得出正確的檢測結(jié)果。
基于上述運(yùn)用本發(fā)明提供的解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的方法，解決背景技術(shù)中提及同一根檢測線上兩個按鍵均被按下時出現(xiàn)的電平?jīng)_突問題，簡易推導(dǎo)可知，采用本發(fā)明提供的解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的方法，同樣能夠解決同一根檢測線上兩個以上按鍵均被按下時可能出現(xiàn)的電平?jīng)_突問題，并得出正確的檢測結(jié)果。
采用上述本發(fā)明提供的解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的裝置或方法向掃描線上輸送掃描信號，還能夠?qū)蓚€或兩個以上均被按下的按鍵檢測出來。參見圖6，設(shè)三條掃描線為鍵盤掃描輸入/輸出(I/O)端口的輸出端，三條檢測線為I/O端口的輸入端。
先介紹一個按鍵被按下的情況下，通過檢測線的檢測結(jié)果確定該按鍵的過程。設(shè)按鍵K21被按下，S2上輸出低電平時，S1與S3上輸出高電平；D1上檢測到的就是低電平，D2和D3上仍保持高電平。對應(yīng)地，I/O端口讀取到的識別碼為101011，根據(jù)該識別碼，確定出被按下的按鍵為K21。本發(fā)明中，上述確定一個按鍵的方案與現(xiàn)有技術(shù)相同。
參見圖8，在D1檢測線上的K21與K31均被按下的情況下，采用本發(fā)明提供的解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的裝置或方法能夠在D1上檢測到P點(diǎn)的電平為低電平，根據(jù)現(xiàn)有檢測機(jī)制，可確定有按鍵被按下。并且，對應(yīng)地，在K21與K31均被按下至抬起這段時間內(nèi)，I/O端口能夠讀取到的識別碼分別為101011和110011，從而確定被按下的按鍵為K21與K31?？梢?，本發(fā)明不但能夠解決上述背景技術(shù)中提及的電平?jīng)_突問題，還能夠在同一根檢測線上的兩個按鍵均被按下的情況下，識別出被按下的兩個按鍵。同理，當(dāng)同一根檢測線上有兩個以上按鍵均被按下時，采用本發(fā)明提供的解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的裝置或方法也能識別出被按下的各個按鍵。
綜上所述，本發(fā)明提供的解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的裝置及方法通過利用限流電阻，在MOS管導(dǎo)通時，限制流過該MOS管的電流，從而將從被導(dǎo)通的MOS管輸出電平限制在低電平，這樣，在鍵盤掃描陣列中的同一根檢測線上有兩個或兩個以上按鍵均被按下的情況下，能夠確保被導(dǎo)通的MOS管輸出的電平為確定的低電平，解決電平?jīng)_突問題，保證檢測線上得到正確的檢測結(jié)果，同時也對被導(dǎo)通的MOS管起到保護(hù)作用。本發(fā)明提供的上述裝置及方法還能夠識別出同一根檢測線上被按下的兩個或兩個以上按鍵。
權(quán)利要求
1.一種解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的裝置，其特征在于，包括限流電阻和金屬氧化物半導(dǎo)體MOS管；限流電阻，用于連接外部電源與MOS管，在MOS管被導(dǎo)通時限制流過該MOS管的電流；MOS管，用于輸出掃描信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述MOS管為N溝道MOS管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述MOS管的源極接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述限流電阻連接外部電源的正極與所述MOS管的漏極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述限流電阻的阻值在10K歐姆至100K歐姆之間。
6.一種鍵盤掃描系統(tǒng)，包括N條掃描線、M條檢測線和N×M個按鍵，N≥2，M≥1，其特征在于，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的裝置，該解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的裝置包括限流電阻和金屬氧化物半導(dǎo)體MOS管；限流電阻，用于連接外部電源與MOS管，在MOS管被導(dǎo)通時限制流過該MOS管的電流；MOS管，用于輸出掃描信號。
7.一種解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的方法，其特征在于，包括在外部電源與MOS管之間接入限流電阻；利用限流電阻限制MOS管被導(dǎo)通時，流過所述MOS管的電流。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述MOS管為N溝道MOS管。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述MOS管的源極接地。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述限流電阻的阻值在10K歐姆至100K歐姆之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的裝置，包括限流電阻和金屬氧化物半導(dǎo)體MOS管；限流電阻，用于連接外部電源與MOS管，在MOS管被導(dǎo)通時限制流過該MOS管的電流；MOS管，用于輸出掃描信號。本發(fā)明還基于上述裝置公開了一種解決鍵盤掃描中電平?jīng)_突的方法。本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)能夠在鍵盤掃描陣列中的同一根檢測線上有兩個或兩個以上按鍵均被按下的情況下，保證檢測線上得到正確的檢測結(jié)果。
文檔編號H03M11/00GK101051834SQ200710064909
公開日2007年10月10日 申請日期2007年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月28日
發(fā)明者楊作興 申請人:北京中星微電子有限公司