用于多位數(shù)碼管驅(qū)動環(huán)境下的按鍵掃描的裝置及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于多位數(shù)碼管驅(qū)動環(huán)境下的按鍵掃描的裝置及其控制方法；本裝置的I/O端口具有輸出緩沖器、譯碼裝置、比較裝置、開關(guān)和多個內(nèi)置電壓；本控制方法使用合理選取的按鍵掃描電壓VS和按鍵掃描默認(rèn)電壓VPD掃描按鍵，且VPD的驅(qū)動能力小于VS的驅(qū)動能力，從而能夠?qū)?shù)碼管顯示驅(qū)動端口復(fù)用于按鍵掃描，且不需要額外的I/O端口和外圍元器件，減少了顯示驅(qū)動芯片內(nèi)用于數(shù)碼管顯示驅(qū)動和按鍵掃描的I/O端口數(shù)量和顯示驅(qū)動芯片外圍的元器件，提高了對顯示驅(qū)動芯片I/O資源的利用率，降低顯示驅(qū)動芯片的封裝和PCB板成本，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減小PCB板的面積。
【專利說明】用于多位數(shù)碼管驅(qū)動環(huán)境下的按鍵掃描的裝置及控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種按鍵掃描技術(shù)，特別涉及一種用于多位數(shù)碼管驅(qū)動環(huán)境下的按鍵 掃描的裝置及控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 數(shù)碼管按照發(fā)光二極管單元的連接方式可分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。 共陽極數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極（com)的數(shù)碼管，共陽 極數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極接到高電平，當(dāng)某一字段（seg)發(fā)光二極管的陰極為低電平 時，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。共陰極數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極 (com)的數(shù)碼管，共陰極數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極接到低電平，當(dāng)某一字段（seg)發(fā)光二 極管的陽極為高電平時，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。常見的數(shù)碼管為8段數(shù)碼管，每1位該數(shù)碼管包 括"日"字形狀的7個字段（a、b、c、d、e、f、g)，以及作為"小數(shù)點(diǎn)"的1個字段（dp)。
[0003] 在傳統(tǒng)技術(shù)方案一中，每位數(shù)碼管的seg端復(fù)用顯示驅(qū)動芯片的I/O端口，相應(yīng)的 I/O端口稱為seg端口；而不同數(shù)碼管的com端則分別連接到顯示驅(qū)動芯片上的其他I/O端 口，相應(yīng)的I/O端口稱為com端口。顯示驅(qū)動芯片以時分復(fù)用的方式驅(qū)動各位數(shù)碼管，使每 位數(shù)碼管循環(huán)地輪流顯示。
[0004] 圖1中，數(shù)碼管LED1和LED2的seg端共用顯示驅(qū)動芯片的1/0端口 S1?S8,而 com端則分別連接到S9和S10。1/0端口 S1?S8連接到按鍵陣列的行，S9和S10連接到 按鍵陣列的列。
[0005] 圖2中，VH表示1/0端口輸出的高電壓，八表示1/0端口輸出的低電壓，Z表示1/ 〇端口的高阻態(tài)。數(shù)碼管顯示和按鍵掃描分時進(jìn)行。在數(shù)碼管顯示時隙中，獨(dú)立的1/0端口 控制數(shù)碼管的com端，驅(qū)動各個數(shù)碼管依次顯示。在按鍵掃描時隙中，1/0端口逐行或逐列 地掃描按鍵陣列。
[0006] 在傳統(tǒng)技術(shù)方案一中，顯示驅(qū)動芯片在每位數(shù)碼管的顯示時隙內(nèi)僅有一個com端 口是有效的，其它的com端口均處于無效或空閑狀態(tài)，以確保其他數(shù)碼管不被選通。傳統(tǒng)技 術(shù)方案一在數(shù)碼管顯示時隙內(nèi)僅通過高電壓V H和低電壓'來驅(qū)動數(shù)碼管的顯示。所以，為 了不會造成多個數(shù)碼管同時顯示，com端口必須是獨(dú)立的1/0端口，com端口的個數(shù)等于數(shù) 碼管的個數(shù)。因此，驅(qū)動1位8段數(shù)碼管需要1個com端口和8個seg端口，共需要9個1/ 0端口；驅(qū)動2位8段數(shù)碼管需要2個com端口和8個seg端口，共需要10個1/0端口；驅(qū) 動Μ位N段數(shù)碼管需要Μ個com端口和N個seg端口，共需要M+N個1/0端口。在多位數(shù) 碼管顯示驅(qū)動的應(yīng)用中，這種方案會占用芯片較多的1/0端口。過多的顯示驅(qū)動端口導(dǎo)致 了較高的芯片成本和封裝成本。
[0007] 2003 年，Maxim 公司的 Charlie Allen 提出了 Charlieplexing 技術(shù)，利用 1/0 端 口的狀態(tài)特點(diǎn)和發(fā)光二極管的單向?qū)ㄔ恚瑢?shí)現(xiàn)了數(shù)碼管顯示時隙中com端口和seg端 口的復(fù)用，減少了多位數(shù)碼管顯示驅(qū)動所需要的1/0端口個數(shù)。
[0008] 圖3中，數(shù)碼管LED1?LED10的com端分別連接到芯片的1/0端口 S1?S10。 LED1的8個seg端連接到S1之外的I/O端口，即S2?S9 ;LED2的8個seg端連接到S2 之外的I/O端口，即S1、S3?S9 ;依次類推，LED10的8個seg端連接到S10之外的I/O端 口，即 S1 ?S8。
[0009] 圖4中，在數(shù)碼管顯示時隙內(nèi)，I/O端口不再獨(dú)立地區(qū)分為com端口和seg端口， 而是將com端口和seg端口合并到一起，通過時分復(fù)用的方式來區(qū)分com端口和seg端口。 在連接關(guān)系上，一個I/O端口即是某一數(shù)碼管的seg端口，又是另一數(shù)碼管的com端口。 [0010] 然而，這種方法將數(shù)碼管顯示驅(qū)動端口通過時分復(fù)用的方式用于按鍵掃描時，需 要占用額外的1/0端口或者使用外圍元器件，否則按鍵掃描會影響數(shù)碼管的顯示。在這種 技術(shù)方案中，1/0端口既作為一個數(shù)碼管的seg端口，又作為另一個數(shù)碼管的com端口，任 意兩個1/0端口都可能連接到一個字段的兩端。所以，要在按鍵掃描時隙內(nèi)使所有的字段 均不亮，則不允許任何兩個1/0端口之間存在電壓差。按鍵掃描是通過檢測1/0端口的電 平變化來實(shí)現(xiàn)的，因此在按鍵掃描時隙內(nèi)，某些1/0端口之間必然存在著電壓差。如果將數(shù) 碼管顯示驅(qū)動端口復(fù)用為按鍵掃描端口，則在按鍵掃描時隙中會有字段被點(diǎn)亮，導(dǎo)致數(shù)碼 管顯示混亂。綜上所述，這種技術(shù)方案在不占用額外的1/0端口或者使用外圍元器件的條 件下，不能夠?qū)?shù)碼管顯示驅(qū)動端口復(fù)用于按鍵掃描。在數(shù)碼管顯示驅(qū)動和按鍵掃描的應(yīng) 用場景中，尤其在多位數(shù)碼管和多個按鍵的情況下，該方案將會占用較多的1/0端口。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種節(jié)省對顯示驅(qū)動芯片的1/0 資源的占用，減少顯示驅(qū)動芯片的引腳個數(shù)，降低顯示驅(qū)動芯片的封裝成本，減少顯示驅(qū)動 芯片外圍的元器件，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性的用于多位數(shù)碼管驅(qū)動環(huán)境下的按鍵掃描的裝置及 控制方法。
[0012] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：用于多位數(shù)碼管驅(qū)動環(huán)境下的按鍵掃描的裝置， 包括顯示驅(qū)動芯片，所述顯示驅(qū)動芯片具有多個1/0端口；所述1/0端口具有多個內(nèi)置電 壓，包括用于數(shù)碼管顯示驅(qū)動的高電壓V H和低電壓\，用于按鍵掃描的按鍵掃描電壓vs和 按鍵掃描默認(rèn)電壓VPD，以及參考電壓ν κ;所述按鍵掃描默認(rèn)電壓VPD的驅(qū)動能力小于按鍵掃 描電壓vs的驅(qū)動能力；所述1/0端口具有輸出緩沖器、譯碼裝置、比較裝置、開關(guān)S1、開關(guān) S2 ;所述輸出緩沖器具有使能和非使能兩個狀態(tài)。
[0013] 見圖5,所述輸出緩沖器的電源端連接高電壓低電壓'，輸出緩沖器的輸入端 連接信號Dis P()Ut端，輸出緩沖器的輸出端連接1/0端口；所述譯碼裝置的輸入端分別連接 數(shù)碼管顯示使能信號ENDisp端和按鍵掃描使能信號EN fcy端，譯碼裝置的輸出端分別連接輸 出緩沖器的使能端和開關(guān)S1的受控端；所述比較裝置具有參考電壓VK，比較裝置的輸入端 連接開關(guān)S1和S2的公共端，比較裝置的輸出端連接信號Key in端；所述開關(guān)S1的選擇端根 據(jù)其控制信號的狀態(tài)與1/0端口相連接或斷開；所述開關(guān)S2的受控端連接控制信號K eywt 端，開關(guān)S2的選擇端根據(jù)控制信號Key()Ut端的狀態(tài)連接按鍵掃描電壓Vs或者按鍵掃描默認(rèn) 電壓V PD。
[0014] 所述譯碼裝置控制輸出緩沖器的使能狀態(tài)和開關(guān)S1的通斷狀態(tài)，譯碼裝置可由 不同的邏輯電路來實(shí)現(xiàn)。所述譯碼裝置可以由與門和非門組成；所述與門的輸入端分別連 接數(shù)碼管顯示使能信號EN Disp端和非門的輸出端，所述與門的輸出端連接輸出緩沖器的使 能端；所述非門的輸入端連接按鍵掃描使能信號ENfcy端和開關(guān)S1的受控端。
[0015] 所述比較裝置比較I/O端口輸入信號與參考電壓νκ的大小，其輸出用于判定I/O 端口輸入信號的邏輯電平。所述比較裝置可以是比較器，所述參考電壓VK為比較器的輸入 端連接的外部參考電壓。所述比較裝置可以是緩沖器，所述參考電壓ν κ為緩沖器的內(nèi)置翻 轉(zhuǎn)電壓。
[0016] 所述參考電壓νκ、按鍵掃描電壓vs、按鍵掃描默認(rèn)電壓V PD滿足不等式VPD〈VK〈VS或 者 Vs〈VK〈Vro。
[0017] 所述按鍵掃描默認(rèn)電壓VPD的驅(qū)動能力較弱，設(shè)置為按鍵掃描默認(rèn)電壓VPD的I/O 端口連接按鍵掃描電壓vs時，該I/O端口的電壓狀態(tài)改變。所述按鍵掃描默認(rèn)電壓VPD可 以由一個電壓串聯(lián)電阻R來提供；所述電阻R的一端連接該電壓，另一端連接開關(guān)S2的選 擇端。
[0018] 用于多位數(shù)碼管驅(qū)動環(huán)境下的按鍵掃描的控制方法，適用于高電平或者低電平有 效的按鍵掃描；在按鍵掃描期間，所有I/O端口設(shè)置為按鍵掃描默認(rèn)電壓V PD，掃描按鍵時輸 出按鍵掃描電壓vs到按鍵的一端；檢測相應(yīng)按鍵的另一端的電壓；通過比較該電壓與參考 電壓ν κ來判斷按鍵是否被按下；所述按鍵掃描電壓vs和按鍵掃描默認(rèn)電壓VPD有異于驅(qū)動 數(shù)碼管顯示的高電壓v H和低電壓 '，所述按鍵掃描電壓vs和按鍵掃描默認(rèn)電壓VPD之間存 在不能夠驅(qū)動數(shù)碼管點(diǎn)亮的電壓差或者不能夠驅(qū)動數(shù)碼管點(diǎn)亮的最大電流I。
[0019] 上述技術(shù)方案所述按鍵掃描電壓Vs和按鍵掃描默認(rèn)電壓VPD之間存在不能夠驅(qū)動 數(shù)碼管點(diǎn)亮的電壓差，且該電壓差滿足以下不等式：
[0020] I vs-vPD I〈數(shù)碼管的字段的導(dǎo)通電壓VLED。
[0021] 上述技術(shù)方案所述按鍵掃描電壓Vs和按鍵掃描默認(rèn)電壓VPD之間存在不能夠驅(qū)動 數(shù)碼管點(diǎn)亮的最大電流I，且該最大電流I滿足以下不等式：
[0022] Vs與VPD之間的最大電流I〈數(shù)碼管的字段的導(dǎo)通電流1_。
[0023] 采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有以下積極的效果：
[0024] (1)本發(fā)明能夠應(yīng)用Charli印lexing技術(shù)以減少數(shù)碼管顯示驅(qū)動端口的個數(shù)，并 能夠?qū)?shù)碼管顯示驅(qū)動端口復(fù)用于按鍵掃描，且不需要額外的I/O端口和外圍元器件，大 大減少顯示驅(qū)動芯片內(nèi)用于數(shù)碼管顯示驅(qū)動和按鍵掃描的I/O端口數(shù)量，提高了對顯示驅(qū) 動芯片I/O資源的利用率，降低顯示驅(qū)動芯片的封裝成本，減少顯示驅(qū)動芯片外圍的元器 件，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減小PCB板的面積，降低PCB板的成本。
[0025] (2)本發(fā)明在驅(qū)動Μ位N段數(shù)碼管時僅需要max(M，N+l)個I/O端口，而且這 max (M，N+1)個I/O端口都可通過時分復(fù)用的方式用于按鍵掃描。其中，max (M，N+1)的取值 是Μ和N+1中較大的正整數(shù)。
[0026] (3)本發(fā)明使數(shù)碼管顯示驅(qū)動與按鍵掃描不再相互影響，特別地，當(dāng)I/O端口掃描 按鍵時，不會影響數(shù)碼管的顯示效果，使得數(shù)碼管顯示更加穩(wěn)定。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對 本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
[0028] 圖1為傳統(tǒng)技術(shù)方案一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖2為傳統(tǒng)技術(shù)方案一的工作原理圖；
[0030] 圖3為傳統(tǒng)技術(shù)方案二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖4為傳統(tǒng)技術(shù)方案二的工作原理圖；
[0032] 圖5為本發(fā)明的顯示驅(qū)動芯片的I/O端口的功能結(jié)構(gòu)圖；
[0033] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例一的顯示驅(qū)動芯片的I/O端口的電路圖；
[0034] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例二的顯示驅(qū)動芯片的I/O端口的電路圖；
[0035] 圖8為本發(fā)明的顯示驅(qū)動芯片與外圍數(shù)碼管及按鍵的電路連接關(guān)系圖；
[0036] 圖9為本發(fā)明的顯示驅(qū)動芯片的工作原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0037] (實(shí)施例1)
[0038] 見圖5、圖6、圖8和圖9,本實(shí)施例是一個典型的數(shù)碼管顯不和按鍵掃描應(yīng)用案例。
[0039] 在該實(shí)施例中，一塊顯示驅(qū)動芯片用10個I/O端口驅(qū)動10位共陰極8段數(shù)碼管 的顯示，并掃描25個按鍵(不同的連接方式可以實(shí)現(xiàn)更多或更少的按鍵)。
[0040] 見圖6,用于多位數(shù)碼管驅(qū)動環(huán)境下的按鍵掃描的裝置，包括顯示驅(qū)動芯片，顯示 驅(qū)動芯片具有多個I/O端口； I/O端口具有輸出緩沖器1、譯碼裝置2、比較裝置3、開關(guān)S1、 開關(guān)S2和多個內(nèi)置電壓；輸出緩沖器具有使能和非使能兩個狀態(tài)；內(nèi)置電壓包括高電壓 VH、低電壓'、參考電壓VK、按鍵掃描電壓Vs、按鍵掃描默認(rèn)電壓V PD。所述輸出緩沖器1的 電源端連接高電壓VH和低電壓'，輸出緩沖器1的輸入端連接信號Dis P()Ut端，輸出緩沖器 1的輸出端連接I/O端口；所述譯碼裝置2的輸入端分別連接數(shù)碼管顯示使能信號EN Disp端 和按鍵掃描使能信號ENKey端，譯碼裝置2的輸出端分別連接輸出緩沖器1的使能端和開關(guān) S1的受控端；所述比較裝置3具有參考電壓VK，比較裝置3的輸入端連接開關(guān)S1和S2的 公共端，比較裝置3的輸出端連接信號Key in端；所述開關(guān)S1的選擇端根據(jù)其控制信號的狀 態(tài)與I/O端口相連接或斷開；所述開關(guān)S2的受控端連接控制信號Ke y()Ut端，開關(guān)S2的選擇 端根據(jù)控制信號Key()Ut端的狀態(tài)連接按鍵掃描電壓V s或者按鍵掃描默認(rèn)電壓VPD。參考電 壓VK、按鍵掃描電壓V s、按鍵掃描默認(rèn)電壓VPD滿足不等式VPD〈VK〈V S或者VS〈VK〈VPD。
[0041] 譯碼裝置2可由不同的邏輯電路來實(shí)現(xiàn)。在該實(shí)施例中，譯碼裝置2由與門2. 1 和非門2. 2組成；與門2. 1的輸入端分別連接數(shù)碼管顯示使能信號ENDisp端和非門2. 2的 輸出端，與門2. 1的輸出端連接輸出緩沖器1的使能端；非門2. 2的輸入端連接按鍵掃描使 能信號ENKey端和開關(guān)S1的受控端。
[0042] 比較裝置3可有多種電路實(shí)現(xiàn)形式。在該實(shí)施例中，比較裝置3為比較器3. 1，比 較器3. 1的正相輸入端連接開關(guān)S1和S2的公共端，比較器3. 1的輸出端連接信號Keyin端； 參考電壓\為比較器3. 1的負(fù)相輸入端連接的外部參考電壓，參考圖6。
[0043] 按鍵掃描默認(rèn)電壓VPD可通過多種方式實(shí)現(xiàn)。在該實(shí)施例中，按鍵掃描默認(rèn)電壓V PD 由一個電壓串聯(lián)電阻R來提供；所述電阻R的一端連接該電壓，另一端連接開關(guān)S2的選擇 端。
[0044] 見圖6,當(dāng)該I/O端口用于驅(qū)動數(shù)碼管時，顯示驅(qū)動芯片置ENKey為邏輯0, I/O端口 內(nèi)輸入通道的開關(guān)S1斷開。當(dāng)置ENDisp為邏輯1時，輸出緩沖器1被使能，輸出Dis P()Ut信 號，DisP()Ut信號經(jīng)過輸出緩沖器1的緩沖而輸出，I/O端口則相應(yīng)地輸出高電壓V H或低電 壓八。當(dāng)置ENDisp為邏輯0時，輸出緩沖器1被去使能，輸出緩沖器1中的驅(qū)動管均截止，1/ 0端口則相應(yīng)地處于高阻態(tài)Ζ。當(dāng)該I/O端口用于掃描按鍵時，顯示驅(qū)動芯片置ENKey為邏 輯1，I/O端口內(nèi)輸入通道的開關(guān)S1閉合，輸出緩沖器1被去使能。當(dāng)Key。。,為邏輯1時， 開關(guān)S2連接到V s，I/O端口相應(yīng)地輸出％。當(dāng)Key()Ut為邏輯0時，開關(guān)S2連接到電阻R， I/O端口相應(yīng)地輸出VPD。VK為輸入通道內(nèi)比較器3. 1的輸入?yún)⒖茧妷?，比較器3. 1的輸出 KeyiI^于判定輸入信號的邏輯電平(邏輯1或邏輯〇)，此處的比較器3. 1也可以用內(nèi)置翻 轉(zhuǎn)電壓合適的緩沖器3. 2來實(shí)現(xiàn)，參考圖7。在該實(shí)施例中，Vs和VPD滿足不等式VPD〈V K〈VS 和 VVPD〈VVPD〈VLED。
[0045] 見圖8,數(shù)碼管LED1?LED10的com端分別連接到顯示驅(qū)動芯片的I/O端口 S1? S10,數(shù)碼管的seg端則連接到其余的I/O端口。即：數(shù)碼管LED1的com端連接到顯示驅(qū)動 芯片的I/O端口 S1，其seg端則連接到I/O端口 S2?S9 ;數(shù)碼管LED2的com端連接到顯示 驅(qū)動芯片的I/O端口 S2,其seg端則連接到I/O端口 S1、S3?S9 ;依次類推，數(shù)碼管LED10 的com端連接到顯示驅(qū)動芯片的I/O端口 S10,其seg端則連接到I/O端口 S1?S8。顯示 驅(qū)動芯片的I/O端口 S1?S5分別連接到按鍵陣列的每一列，S6?S10分別連接到按鍵陣 列的每一行。數(shù)碼管的com端為低電壓 '時，數(shù)碼管被選通；被選通的數(shù)碼管的seg端為 高電壓VH時，相應(yīng)的字段被點(diǎn)亮。
[0046] 按鍵掃描端口分為按鍵掃描輸入端口和按鍵掃描輸出端口。參見圖8, 1/0端口 S1?S5作為按鍵掃描輸入端口，1/0端口 S6?S10作為按鍵掃描輸出端口。在按鍵掃描 期間，所有1/0端口設(shè)置為按鍵掃描默認(rèn)電壓VPD ;掃描按鍵時，1/0端口 S6?S10逐次輸出 Vs，顯示驅(qū)動芯片逐行掃描按鍵陣列。例如，1/0端口 S6輸出Vs時，顯示驅(qū)動芯片檢測第一 行按鍵SW1?SW5,若按鍵SW1被按下，1/0端口 S1被S6置為Vs，這時檢測到1/0端口 S1 為邏輯1。
[0047] 顯示驅(qū)動芯片周期地工作，在每個周期內(nèi)驅(qū)動數(shù)碼管顯示并掃描按鍵。一個周期 分為數(shù)碼管顯示時隙和按鍵掃描時隙。在數(shù)碼管顯示時隙內(nèi)，各個數(shù)碼管依次顯示其內(nèi)容， 因此數(shù)碼管顯示時隙又分成多個小的時隙。在按鍵掃描時隙內(nèi)，顯示驅(qū)動芯片逐行掃描按 鍵。
[0048] 見圖9,在該實(shí)施例中，數(shù)碼管顯示時隙分成10個小的顯示時隙，10個數(shù)碼管 LED1?LED10分別在各自的顯示時隙內(nèi)顯示其內(nèi)容。在顯示時隙1期間，顯示驅(qū)動芯片的 1/0端口 S1輸出低電壓 '，將LED1選通，1/0端口 S2?S9根據(jù)LED1的顯示內(nèi)容輸出高電 壓％或處于高阻態(tài)Z，與LED1無關(guān)的1/0端口 S10保持高阻態(tài)Z。在顯示時隙2期間，顯 示驅(qū)動芯片的1/0端口 S2輸出低電壓\，將數(shù)碼管LED2選通，1/0端口 S1、S3?S9根據(jù) LED2的顯示內(nèi)容輸出高電&VH或處于高阻態(tài)Z，與數(shù)碼管LED2無關(guān)的1/0端口 S10保持 高阻態(tài)Z。依次類推，在顯示時隙10期間，顯示驅(qū)動芯片的1/0端口 S10輸出低電壓'，將 數(shù)碼管LED10選通，1/0端口 S1?S8根據(jù)數(shù)碼管LED10的顯示內(nèi)容輸出高電&VH或處于 高阻態(tài)Z，與數(shù)碼管LED10無關(guān)的1/0端口 S9保持高阻態(tài)Z。至此，數(shù)碼管顯示時隙完成。
[0049] 在數(shù)碼管顯不時隙之后，是按鍵掃描時隙。在該時隙內(nèi)，按鍵掃描輸出端口 S6? S10無效時輸出VPD。當(dāng)數(shù)碼管內(nèi)字段兩端的電壓均為VPD時，字段兩端的電壓差為0,所以這 些字段不亮。在該時隙內(nèi)，按鍵掃描輸出端口 S6?S10有效時輸出Vs。當(dāng)按鍵掃描輸出端 口 S6輸出Vs時，顯示驅(qū)動芯片掃描第一行按鍵SW1?SW5。假設(shè)SW1未被按下，則S6與S1 之間的電壓差為VS-VPD，即數(shù)碼管LED1的e字段兩端的正向電壓為VS-V PD，由于VfVp/VuD， 所以該字段在此時并不亮。如此情況的字段還有很多，但由于其正向壓降較低，不足以使其 導(dǎo)通，所以這些字段均不亮。假設(shè)按鍵SW1被按下，端口 S1被S6置為Vs，如前，這也不會導(dǎo) 致數(shù)碼管出現(xiàn)異常顯示。按鍵掃描輸出端口 S6?S10依次輸出Vs，顯示驅(qū)動芯片檢測每一 行的按鍵掃描輸入端口 S1?S5。顯不驅(qū)動芯片檢測完第五行按鍵之后，按鍵掃描時隙結(jié) 束。總之，在整個按鍵掃描時隙內(nèi)，各個I/O端口處的電壓僅在V s和VPD之間變化，所以按 鍵掃描不會影響數(shù)碼管的顯示。
[0050] 通過與傳統(tǒng)技術(shù)方案對比可知，采用本發(fā)明的控制方法，不再使用高電壓VH和低 電壓'掃描按鍵，而是選擇了合理的按鍵掃描電壓v s和按鍵掃描默認(rèn)電壓VPD。按鍵掃描 電壓vs和按鍵掃描默認(rèn)電壓V PD的適當(dāng)選取，確保了 I/O端口復(fù)用時數(shù)碼管顯示驅(qū)動和按 鍵掃描的獨(dú)立性，保證了數(shù)碼管顯示和按鍵掃描的正確性。
[0051] 在本發(fā)明的控制方法下，顯示驅(qū)動芯片能夠驅(qū)動10位數(shù)碼管，而且能夠掃描25個 按鍵?？梢?，本發(fā)明的控制方法，使顯示驅(qū)動芯片能夠驅(qū)動較多的數(shù)碼管并掃描按鍵。換言 之，通過采用本發(fā)明的控制方法，顯示驅(qū)動芯片在驅(qū)動多位數(shù)碼管和掃描按鍵時，需要較少 的I/O端口。
[0052] 本發(fā)明的控制方法，適用于共陽極或共陰極數(shù)碼管的顯示驅(qū)動，適用于高電平或 低電平有效的按鍵掃描。
[0053] 綜上所述，采用本發(fā)明的控制方法，顯示驅(qū)動芯片能夠在復(fù)用數(shù)碼管的com端和 seg端的同時，實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管顯示驅(qū)動端口和按鍵掃描端口的復(fù)用。本發(fā)明的控制方法，尤其 適用于驅(qū)動多位數(shù)碼管顯示聯(lián)合掃描按鍵的應(yīng)用場合。本發(fā)明的控制方法，能夠大大節(jié)省 對顯示驅(qū)動芯片的I/O資源的占用，減少顯示驅(qū)動芯片的引腳個數(shù)，降低顯示驅(qū)動芯片的 封裝成本，減少顯示驅(qū)動芯片外圍的元器件，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減小PCB板的面積，降低 PCB板的成本。
[0054] (實(shí)施例二）
[0055] 其中，比較裝置3也可以是緩沖器3. 2,緩沖器3. 2的輸入端連接開關(guān)S1和S2的 公共端，輸出端連接信號Keyin端；參考電壓VKS緩沖器3. 2的內(nèi)置翻轉(zhuǎn)電壓，參考圖7。
[0056] 以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳 細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡 在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 用于多位數(shù)碼管驅(qū)動環(huán)境下的按鍵掃描的裝置，包括顯示驅(qū)動芯片，其特征在于： 所述顯示驅(qū)動芯片具有多個I/O端口；所述I/O端口具有多個內(nèi)置電壓；所述內(nèi)置電壓包 括用于數(shù)碼管顯示驅(qū)動的高電壓％和低電壓'，用于按鍵掃描的按鍵掃描電壓％和按鍵掃 描默認(rèn)電壓V PD，以及參考電壓νκ;所述按鍵掃描默認(rèn)電壓VPD的驅(qū)動能力小于按鍵掃描電壓 vs的驅(qū)動能力；所述I/O端口具有輸出緩沖器（1)、譯碼裝置（2)、比較裝置（3)、開關(guān)S1、開 關(guān)S2 ;所述輸出緩沖器（1)具有使能和非使能兩個狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多位數(shù)碼管驅(qū)動環(huán)境下的按鍵掃描的裝置，其特征在 于：所述輸出緩沖器（1)的電源端連接高電壓％和低電壓'，輸出緩沖器（1)的輸入端連接 信號Dis P()Ut端，輸出緩沖器（1)的輸出端連接I/O端口；所述譯碼裝置（2)的輸入端分別連 接數(shù)碼管顯示使能信號EN Disp端和按鍵掃描使能信號ENKey端，譯碼裝置（2)的輸出端分別 連接輸出緩沖器（1)的使能端和開關(guān)S1的受控端；所述比較裝置（3)具有參考電壓V K，t匕 較裝置（3)的輸入端連接開關(guān)S1和S2的公共端，比較裝置（3)的輸出端連接信號Keyin端； 所述開關(guān)S1的選擇端根據(jù)其控制信號的狀態(tài)與I/O端口相連接或斷開；所述開關(guān)S2的受 控端連接控制信號Ke y()Ut端，開關(guān)S2的選擇端根據(jù)控制信號Key()Ut端的狀態(tài)連接按鍵掃描 電壓V s或者按鍵掃描默認(rèn)電壓VPD。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多位數(shù)碼管驅(qū)動環(huán)境下的按鍵掃描的裝置，其特征在 于：所述譯碼裝置（2)由與門（2. 1)和非門（2. 2)組成；所述與門（2. 1)的輸入端分別連接 數(shù)碼管顯示使能信號ENDisp端和非門（2. 2)的輸出端，與門（2. 1)的輸出端連接輸出緩沖器 (1)的使能端；所述非門（2. 2)的輸入端連接按鍵掃描使能信號ENfcy端和開關(guān)S1的受控 端。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多位數(shù)碼管驅(qū)動環(huán)境下的按鍵掃描的裝置，其特征在 于：所述比較裝置（3 )為比較器（3. 1 )，所述參考電壓VK為比較器（3. 1)的輸入端連接的外 部參考電壓。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多位數(shù)碼管驅(qū)動環(huán)境下的按鍵掃描的裝置，其特征在 于：所述比較裝置（3 )為緩沖器（3. 2 )，所述參考電壓VK為緩沖器（3. 2 )的內(nèi)置翻轉(zhuǎn)電壓。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多位數(shù)碼管驅(qū)動環(huán)境下的按鍵掃描的裝置，其特征在 于：所述參考電壓VK、按鍵掃描電壓％、按鍵掃描默認(rèn)電壓V PD滿足不等式VPD〈VK〈VS或者 Vs〈VK〈Vro。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多位數(shù)碼管驅(qū)動環(huán)境下的按鍵掃描的裝置，其特征在 于：所述按鍵掃描默認(rèn)電壓VPD由一個電壓串聯(lián)電阻R來提供；所述電阻R的一端連接該電 壓，另一端連接開關(guān)S2的選擇端。
8. 用于多位數(shù)碼管驅(qū)動環(huán)境下的按鍵掃描的控制方法，其特征在于：所述控制方法適 用于高電平或者低電平有效的按鍵掃描；在按鍵掃描期間，所有I/O端口設(shè)置為按鍵掃描 默認(rèn)電壓V PD，掃描按鍵時輸出按鍵掃描電壓vs到按鍵的一端；檢測相應(yīng)按鍵的另一端的電 壓；通過比較該電壓與參考電壓ν κ來判斷按鍵是否被按下；所述按鍵掃描電壓％和按鍵掃 描默認(rèn)電壓VPD有異于驅(qū)動數(shù)碼管顯示的高電壓V H和低電壓 '，所述按鍵掃描電壓vs和按 鍵掃描默認(rèn)電壓VPD之間存在不能夠驅(qū)動數(shù)碼管點(diǎn)亮的電壓差或者不能夠驅(qū)動數(shù)碼管點(diǎn)亮 的最大電流I。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于多位數(shù)碼管驅(qū)動環(huán)境下的按鍵掃描的控制方法，其特征 在于：所述按鍵掃描電壓vs和按鍵掃描默認(rèn)電壓VPD之間存在不能夠驅(qū)動數(shù)碼管點(diǎn)亮的電 壓差，且該電壓差滿足以下不等式： I vs-vPD |〈數(shù)碼管的字段的導(dǎo)通電壓
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于多位數(shù)碼管驅(qū)動環(huán)境下的按鍵掃描的控制方法，其特 征在于：所述按鍵掃描電壓Vs和按鍵掃描默認(rèn)電壓VPD之間存在不能夠驅(qū)動數(shù)碼管點(diǎn)亮的 最大電流I，且該最大電流I滿足以下不等式： Vs與VPD之間的最大電流I〈數(shù)碼管的字段的導(dǎo)通電流1_。
【文檔編號】H03M11/20GK104113348SQ201310140529
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月19日
【發(fā)明者】王春華 申請人:江蘇沁恒股份有限公司