一种矩阵式键盘反转法扫描方法技术

一种矩阵式键盘反转法扫描方法，所述矩阵式键盘的X根行线与Y根列线均接有上拉电阻，由取样脉冲控制X根行线与Y根列线交替处于低电平状态；将X根行线处于低电平时的Y根列线状态锁存得到Y位列状态信号，Y根列线处于低电平时的X根行线状态锁存得到X位行状态信号；X位行状态信号和Y位列状态信号共同组成输出的N位键盘状态信号。所述方法对矩阵式键盘的反转法扫描采用时序逻辑电路来实现，没有使用单片机、ARM等微控制器，不用运行程序，工作可靠。

A Matrix Keyboard Inversion Scanning Method

A matrix keyboard inversion scanning method is presented. The X-line and Y-line of the matrix keyboard are connected with pull-up resistance, and the X-line and Y-line are alternately in a low level state controlled by sampling pulses. The Y-line state signal is obtained by latching the Y-line state of the X-line at a low level, and the Y-line is at a low level. X-bit row state signal is obtained by X-bit row state latch, and the output N-bit keyboard state signal is composed of X-bit row state signal and Y-bit row state signal. The inversion scanning method of matrix keyboard is realized by sequential logic circuit. There are no microcontrollers such as MCU and ARM, no running program and reliable operation.

【技术实现步骤摘要】
一种矩阵式键盘反转法扫描方法本专利技术专利申请为分案申请，原案申请号为201610003060.8，申请日为2016年1月5日，专利技术名称为矩阵式键盘扫描电路及编码电路。
本专利技术涉及一种键盘的扫描方法，尤其是一种矩阵式键盘反转法扫描方法。
技术介绍
随着嵌入式技术的不断发展，当前各类电子产品普遍采用微控制器作为控制核心，键盘作为主要的输入设备，得到了广泛的应用。目前的键盘扫描主要由微控制器所控制，需要通过运行微控制器中的程序来进行，遇到干扰，造成程序飞跑，扫描程序将不能正常工作。申请号为CN201010153560.2的专利技术专利“一种矩阵键盘的快速扫描定位方法”采用键盘中断触发的方式进入键盘的扫描定位过程，采用多次重复键盘扫描步骤的方法判断按键是否有效，并对所获得的键值进行状态判断；如果多次采样状态相同，则处于稳定状态，键值有效；如果多次采样状态不同，键值无效。单键操作或组合键操作需要单独判断，如是单键操作，则进入单键处理模式；如是组合键操作，则进入组合键处理模式。该专利所述方法解决了由于键盘自身的机械特性造成的键盘抖动而引起错键、连续触键等错误问题，以及对组合键和重复按键的支持问题。但所述方法单键操作与组合键操作需要分别处理；没有考虑键盘状态维持一段时间到后才执行有效操作的键盘操作功能；增减按键操作功能或者是调整按键操作功能时，需要修改键盘扫描定位程序结构。
技术实现思路
为了解决现有键盘扫描定位方法存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种矩阵式键盘反转法扫描方法，所述矩阵式键盘的X根行线与Y根列线均接有上拉电阻，由取样脉冲控制X根行线与Y根列线交替处于低电平状态；将X根行线处于低电平时的Y根列线状态锁存得到Y位列状态信号，Y根列线处于低电平时的X根行线状态锁存得到X位行状态信号；X位行状态信号和Y位列状态信号共同组成输出的N位键盘状态信号；所述N＝X+Y。所述由取样脉冲控制X根行线与Y根列线交替处于低电平状态由行三态缓冲器、列三态缓冲器实现；所有按键矩阵的行线分别连接至行三态缓冲器的输出端，所有按键矩阵的列线分别连接至列三态缓冲器的输出端；行三态缓冲器和列三态缓冲器的所有输入端连接至低电平。所述将X根行线处于低电平时的Y根列线状态锁存得到Y位列状态信号，Y根列线处于低电平时的X根行线状态锁存得到X位行状态信号由行状态寄存器、列状态寄存器实现；所有按键矩阵的行线分别连接至行状态寄存器的输入端，所有按键矩阵的列线分别连接至列状态寄存器的输入端。行三态缓冲器在取样脉冲的低电平使能有效、列三态缓冲器在取样脉冲的高电平使能有效；列状态寄存器在取样脉冲的上升沿进行数据锁存，行状态寄存器在取样脉冲的下降沿进行数据锁存。或者是，行三态缓冲器在取样脉冲的电高平使能有效、列三态缓冲器在取样脉冲的低电平使能有效；列状态寄存器在取样脉冲的下降沿进行数据锁存，行状态寄存器在取样脉冲的上升沿进行数据锁存。所述N位键盘状态信号被送至第一移位寄存器、第二移位寄存器、状态码寄存器、编码器组成的电路进行编码；矩阵式键盘电路、第一移位寄存器、第二移位寄存器、状态码寄存器、编码器组成矩阵式键盘扫描电路，由扫描脉冲、第一移位脉冲、第二移位脉冲进行同步控制。所述矩阵式键盘电路包括X根行线与Y根列线的按键矩阵、行三态缓冲器、列三态缓冲器、行状态寄存器、列状态寄存器。所述第一移位寄存器具有N位同步并行输入和串行输出功能；所述第二移位寄存器具有串行输入和2×N位并行输出功能。所述第一移位寄存器的N位并行输入端连接至N位键盘状态信号输出端；第二移位寄存器的串行输入端连接至第一移位寄存器的串行输出端；第一移位寄存器的时钟脉冲输入端连接至第一移位脉冲，第二移位寄存器的移位脉冲输入端连接至第二移位脉冲，第一移位寄存器的并行输入控制端连接至扫描脉冲。所述状态码寄存器为2×N位二进制寄存器；状态码寄存器的2×N位数据输入端连接至第二移位寄存器的2×N位并行输出端；所述状态码寄存器的接收脉冲输入端连接至扫描脉冲。所述编码器有2×N位编码输入端，所述2×N位编码输入端连接至状态码寄存器的2×N位数据输出端。所述扫描脉冲、第一移位脉冲、第二移位脉冲的时序满足以下要求：每1+N个第一移位脉冲为一个扫描周期；一个扫描周期中，第1个第一移位脉冲周期期间，扫描脉冲为第一移位寄存器并行输入使能有效电平；一个扫描周期中，第1个第一移位脉冲周期之后的N个第一移位脉冲周期期间，扫描脉冲为第一移位寄存器并行输入使能无效电平；一个扫描周期中，第二移位脉冲有N个移位脉冲。所述扫描脉冲的周期为20～100ms。所述第一移位寄存器、第二移位寄存器的移位脉冲边沿有效；第二移位脉冲的N个移位脉冲的有效边沿时刻不迟于第一移位脉冲相应的N个移位脉冲的有效边沿时刻。所述第一移位寄存器的串行移位和并行输入预置均由第一移位脉冲控制，在第一移位脉冲的有效边沿实现串行移位或者并行输入预置。所述状态码寄存器的2×N位数据输出端输出2×N位的状态码；所述状态码由有效状态码和无效状态码组成；所述编码器输出的键号由有效键号和无效键号组成；所述有效状态码由有效键盘操作或状态产生，编码器输入每一个有效状态码时对应输出相应的有效键号；所述无效状态码由无效键盘操作或状态产生，编码器输入所有无效状态码时都对应输出无效键号。所述编码器有M位键号输出端，M值的选择应满足2M大于等于有效键号与无效键号的数量之和。所述矩阵式键盘扫描电路还包括键盘状态变化脉冲产生单元，用于判断矩阵式键盘输出的键号是否发生改变，当矩阵式键盘输出的键号发生改变时，输出键盘状态变化脉冲。所述键盘状态变化脉冲产生单元由或门、M位延迟缓冲器和M个异或门组成；M位延迟缓冲器用于对矩阵式键盘输出的M位键号分别进行信号延迟；M个异或门的输入分别为M位延迟缓冲器的输入、输出信号；M个异或门的输出分别连接至或门的输入端；或门的输出端输出键盘状态变化脉冲。所述的N位、2×N位、M位均指二进制位数据。本专利技术的有益效果是：对矩阵式键盘的反转法扫描采用时序逻辑电路来实现，没有使用单片机、ARM等微控制器，不用运行程序，工作可靠；所述方法将对单键操作、组合键操作、键盘维持状态操作的扫描定位，由满足特定时序要求的多个脉冲控制转换成同一二进制长度的状态码，采用统一编码的方式进行处理，单键操作、组合键操作、键盘维持状态操作仅体现在状态码的不同上；如果需要增减按键操作功能或者是调整按键操作功能，不需要修改键盘扫描电路结构，只需根据增减后的状态码与键号之间的对应关系更改编码器的编码内容、即重新修改写入只读存储器的存储内容即可。附图说明图1是矩阵式键盘扫描电路原理框图；图2是本专利技术矩阵式键盘电路实施例；图3是本专利技术实施例的扫描编码电路图；图4是本专利技术实施例的脉冲时序图；图5是本专利技术实施例的脉冲电路原理图；图6是本专利技术实施例的键盘状态变化脉冲产生单元的电路图；图7是本专利技术实施例的键盘有效操作的相关波形示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步说明。图1是矩阵式键盘扫描电路原理框图，由矩阵式键盘400、第一移位寄存器100、第二移位寄存器200、状态码寄存器500、编码器300组成。矩阵式键盘400即矩阵式键盘电路。图2是本专利技术矩阵式键盘电路实施例，共有2行、2列，共4个按键，由按键S1、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矩阵式键盘反转法扫描方法，其特征在于：所述矩阵式键盘的X根行线与Y根列线均接有上拉电阻，由取样脉冲控制X根行线与Y根列线交替处于低电平状态；将X根行线处于低电平时的Y根列线状态锁存得到Y位列状态信号，Y根列线处于低电平时的X根行线状态锁存得到X位行状态信号；X位行状态信号和Y位列状态信号共同组成输出的N位键盘状态信号；所述N＝X+Y。

【技术特征摘要】
1.一种矩阵式键盘反转法扫描方法，其特征在于：所述矩阵式键盘的X根行线与Y根列线均接有上拉电阻，由取样脉冲控制X根行线与Y根列线交替处于低电平状态；将X根行线处于低电平时的Y根列线状态锁存得到Y位列状态信号，Y根列线处于低电平时的X根行线状态锁存得到X位行状态信号；X位行状态信号和Y位列状态信号共同组成输出的N位键盘状态信号；所述N＝X+Y。2.根据权利要求1所述的矩阵式键盘反转法扫描方法，其特征在于：所述由取样脉冲控制X根行线与Y根列线交替处于低电平状态由行三态缓冲器、列三态缓冲器实现；所有按键矩阵的行线分别连接至行三态缓冲器的输出端，所有按键矩阵的列线分别连接至列三态缓冲器的输出端；行三态缓冲器和列三态缓冲器的所有输入端连接至低电平。3.根据权利要求2所述的矩阵式键盘反转法扫描方法，其特征在于：所述将X根行线处于低电平时的Y根列线状态锁存得到Y位列状态信号，Y根列线处于低电平时的X根行线状态锁存得到X位行状态信号由行状态寄存器、列状态寄存器实现；所有按键矩阵的行线分别连接至行状态寄存器的输入端，所有按键矩阵的列线分别连接至列状态寄存器的输入端。4.根据权利要求3所述的矩阵式键盘反转法扫描方法，其特征在于：行三态缓冲器在取样脉冲的低电平使能有效、列三态缓冲器在取样脉冲的高电平使能有效；列状态寄存器在取样脉冲的上升沿进行数据锁存，行状态寄存器在取样脉冲的下降沿进行数据锁存。5.根据权利要求3所述的矩阵式键盘反转法扫描方法，其特征在于：行三态缓冲器在取样脉冲的电高平使能有效、列三态缓冲器在取样脉冲的低电平使能有效；列状态寄存器在取样脉冲的下降沿进行数据锁存，行状态寄存器在取样脉冲的上升沿进行数据锁存。6.根据权利要求3-5中任一项所述的矩阵式键盘反转法扫描方法，其特征在于：所述N位键盘状态信号被送至第一移位寄存器、第二移位寄存器、状态码寄存器、编码器组成的电路进行编码；矩阵式键盘电路、第一移位寄存器、第二移位寄存器、状态码寄存器、编码器组成矩阵式键盘扫描电路，由扫描脉冲、第一移位脉冲、第二移位脉冲进行同步控制；所述矩阵式键盘电路包括X根行线与Y根列线的按键矩阵、行三态缓冲器、列三态缓冲器...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌云，肖会芹，袁川来，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43