增加现有键盘矩阵按键个数的方法和装置制造方法及图纸

一种增加现有键盘矩阵（ｋｅｙ－ｍａｔｒｉｘ）之按键个数的方法与装置。其运用外加一些二极管，使原有的键盘增加按键，且只需更改内部键盘扫描的方式，而不必为了增加Ｉ／Ｏ端口去重新制作一ＩＣ，省下重新设计的成本，以缩短上市的时间。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种增加键盘矩阵之按键个数的方法与装置，特别是针对一个现成的Key-Matrix(键矩阵)的键盘，要临时增加一些按键。对于一个现成的Key-matrix的键盘，如果要临时增加一些按键，要不改变原有的设计是很困难的。而为了增加一I/O pin(输入/输出插件)，重新制作一IC(集成电路)，其成本相当高。因此在不改变原有的设计的情况下，外加一些二极管，使原有的键盘增加按键，以省下重新设计的成本和缩短上市的时间。对于一个现成的Key-Matrix的键盘，参见附图说明图1所示，为4×3矩阵的电子式键盘，其使用了7个端口，即R1-R4及C1-C3，故最多仅能有12个输入键，如果要临时增加一些按键，要不改变原有的设计是很困难的。如果只是为了增加一I/Opin以增加键盘的数目，重新制作一IC，对其成本非常划不来。现有的作法如公告号264061的中国台湾专利“利用电源线及电源地线作为输入的电子式键盘”，利用一电源线和地线来增加按键的数目。如图2所示，利用电源线及电源地线作为输入之电子式键盘之键盘扫描的方法与布局，使原本如图1所示的4×3矩阵的电子式键盘12个输入键，扩增为19个输入键((4+1)×(3+1)-1)。这种方法可以在现有的I/O(输入/输出)端口数目下，增加按键的个数，但是对于已经采用上述技术的设计，当有一天对于一个已经设计好的IC，为了增加一些功能而增加几个按键，但由于原先的设计已用掉了所有的按键，或需求超过预留的个数，Key-Matrix无法再容纳这几个按键时，唯有重新设计一IC，增加I/O端口以执行额外的功能。然而，可能我们只想再增加少许按键以执列额外的功能，重新设计一IC这方法，将除了增加成本之外，也影响产品推出的时间。根据以上所述，为了避免重新设计一IC，耗费成本及延缓上市时间，在不想更改原有Key-Matrix设计情况下，利用外加二极管在原Key-Matrix里和更改内部键盘扫描的方式，可使原Key-Matrix增加一些按键。参见图1所示的电子式键盘扫描方式，一般可分为正逻辑式或负逻辑式。以负逻辑式的扫描而言，在正常状态下，先行列扫描，将行端口(R1-R4)设定为高阻抗的高电位，而列端口(C1-C3)设定为较低阻抗的低电位，如此若R1-R4行上有任一键被按下时，则行端口(R1-R4)上将有一端口测得为低电位，将此电位数据利用闩锁电路闩住，并将行端口(R1-R4)的状态存入扫描线路10内的存储装置(QR1-QR4)中。接着改变扫描状态为列扫描，将列端口(C1-C3)设定为高阻抗的高电位，而行端口(R1-R4)设定为较低阻抗的低电位，此时可测得该被按下的键所在的列端口为低电位，然后使用闩锁电路将此电位数据闩住，并将列端口(C1-C3)的状态存入扫描线路10里的存储装置(QC1-QC3)中。综上所述，可从存储装置(QR1-QR4)及(QC1-QC3)正确判断被按下之键的行列位置。参见图2所示，利用电源线及电源地线作为输入的电子式键盘扫描方式。以负逻辑式的扫描而言，在正常状态下，先行列扫描，将行端口(R1-R4)设定为高阻抗的高电位，而列端口(C1-C3)设定为较低阻抗的低电位，如此若R1-R4行上有任何一键按下时，行端口(R1-R4)将有一端口测得为低电位。若在电源线这一行有任何一键按下，则行端口(R1-R4)将保持原高电位，且列端口(C1-C3)则会有一端口测得高电位。综上所述，由R1-R4及C1-C3的状态，即可判断是否有任何一输入键按下，同时将R1-R4之状态存入扫描线路20里的存储装置(QR1-QR4)内。若在电源线这一行有任何一键按下，则另行将C1-C3的状态存入扫描线路20里的存储装置(QC1-QC3)内。紧接着作列状态的扫描，将行端口(R1-R4)设定为较低阻抗的低电位，而列端口(C1-C3)设定为高阻抗的高电位，如此若C1-C3列上有任何一键按下时，列端口(C1-C3)将有一端口测得为低电位。将C1-C3之状态存入扫描线路20里的存储装置(QC1-QC3)内。若在电源地线这一列有任何一键按下，则列端口(C1-C3)将保持原高电位。此外，若由先前的行扫描已知在电源线这一行有任何一键按下，则不更动原存入扫描线路20里的存储装置(QC1-QC3)内之C1-C3的状态值。此时藉由存储装置(QR1-QR4)及(QC1-QC3)可正确判断被按下之键的行列位置。参见图3A和图3B所示，传统按键扫描方式，当一按键按下，相对的行端口(row)和列端口(column)就会短路(short)，例如行端口是高阻抗高电位，列端口是低阻抗低电位，则行端口会被拉至低电位。若没被按下，则保持原状。藉由此种方式可以检测按键是否被按下。一般而言，在作键盘扫描时，都是“双向”之检测，即利用行端口和列端口之间的按键(switch)被按下时，行端口和列端口之电位数据会改变，并藉由此电位改变来判断是否有按键被按下，其原理只判断行端口和列端口是否导通，而并不判断其导通方向。因此，如果能将“双向”检测变为“单向”检测，则对同一检测电路可多增加按键数。本专利技术的目的在于提供一新颖的键盘矩阵布局，以增加现有键盘矩阵之按键个数的方法与装置。本专利技术的另一目的是将外接的二极管与按键串连，并检测导通的方向，使原有键盘矩阵中多出新加的按键，以省下重新设计成本和缩短上市时间。根据上述目的，本专利技术提供了一种增加现成键盘矩阵之按键个数的方法与装置。该方法是将二极管与按键串连，利用线路检测二极管是否导通来检测按键是否被按下。藉由此方法就可迅速地增加现成键盘矩阵的按键个数。一般而言，在单向检测线路里，藉由检测单方向之二极管导通，该二极管仅能决定一个按键。因此，当具有不同导电方向的二极管与按键串联时，藉由不同导电方向(顺向或逆向)检测，线路能决定更多的按键。藉由此方法，本专利技术可将一原本无方向性的按键开关(双向导通)改变为具有方向性的按键开关(单向导通)，藉以增加键盘按键的数目。因此对于原有M×N按键的键盘，可以扩展为2×M×N，或3×M×N个按键的键盘。但由于需外加二极管，成本将会变得很昂贵，因此本专利技术比较适合在现有的键盘矩阵，增加少数个按键的场合使用。图1为传统的键盘矩阵布局。图2为图1所示传统利用电源线和电源地线作为扫描用的键盘矩阵布局。图3A、图3B为传统的按键开关。图4A为本专利技术顺向检测或逆向检测的键盘矩阵示意图。图4B为本专利技术顺向检测或逆向检测时钟脉冲图。图5为本专利技术的第一最佳实施例，检测单向或双向导通。图6为本专利技术的第二最佳实施例，检测正向或逆向导通。图7为本专利技术的第三最佳实施例，检测正向、逆向或双向导通。参见图4A所示，一扫描线路40有7个输出入端口(R1，R2，R3，R4)和(C1，C2，C3)。参见图4B所示，一个时钟脉冲产生器产生的控制时钟脉冲信号，在时钟脉冲T1时，输出端口(R1，R2，R3，R4)为(1，0，0，0)，此时由输入端口(C1，C2，C3)检测R1行之按键42是否被按下，此为顺向检测。同理在时钟脉冲T2时，输出端口(R1，R2，R3，R4)为(0，1，0，0)时钟脉冲T3时，输出端口(R1，R2，R3，R4)为(0，0，1，0)；时钟脉冲T4时，输出端口(R1，R2，R3，R4)为(0，0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种键盘矩阵装置，用以在两Ｉ／Ｏ端口间增加按键的数量，其特征在于该装置包括： 第一二极管，用以检测顺向导通方向； 第一按键，用以作为键盘矩阵的输入信号，其中该第一按键与该第一二极管串联耦合至该两Ｉ／Ｏ端口； 第二二极管，其中该第二二极管其导通方向与该第一二极管相反，用以检测逆向导通方向；以及 第二按键，用以作为键盘矩阵的输入信号，其中该第二按键与该第二二极管串联耦合至该两Ｉ／Ｏ端口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐世斌，
申请(专利权)人：联华电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]