键扫描及LED控制方式的一种综合处理方法技术

本发明专利技术利用时分原理，处理键扫描，鬼键探测及ＬＥＤ的控制方式，从而简化了单片微电脑，固件处理之时间与容量及硬件的结构。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
在现行的键盘已知技术中，硬件结构大致有下列三种方式(如图1-3)在一般标准型键盘中(IBM兼容型)，大约有101个键及102个键之分，但因键码之不同故设计线路时，则至少要设计103个键方可满足要求，另外键盘中又至少要有三个LED指示灯，(1)为数字锁定(2)为上卷锁定(3)为CAPS锁定。如图1之硬件设计装置，即利用一般已知固件技术之设计概念，在键扫描处，加上一个解码器扩充扫描线，而三个指示灯皆有独立之控制线。这种装置的缺点;需要有一个解码器，成本大约台币5元。优点LED指示灯完全独立，将不受其它输出线之影响，可作120个键的扫描。(15×8＝120)如图2之硬件设计装置，亦是利用一般已知固件之设计概念，在控制LED指示灯处加入一个晶体管，此线路节省了一个解码器，当扫描各键时LED处之晶体管不导通，所以LED将不亮，待扫描结束时晶体管立即导通，又立即可反应出LED目前之状态。优点节省了一个解码器。缺点LED之亮度将会较暗，因为晶体管时而工作，时而不工作。且扫描键数较少，仅104个键(8×13＝104)。如图3之硬件设置，亦是利用一般已知固件之设计思想，与图2相比较，只是把晶体管取消，直接将LED之正极接于正电源，例如宏基电脑股份有限公司于77年5月25日申请之专利技术专利(案号77204894)，即是利用图2之线路，直接去除晶体管，但此种作法若没有固件配合，就很难达到被使用者完全接受的目的，亦无法达到图1与图2线路的效果。上述专利的作法即对固件不作任何修改，增强对人类视觉滞留现象的利用，故在键扫描时，虽然LED之状态会因扫描动作的发生而产生变化，但是经过一段时间后，又会立即更新LED之状态，虽然该专利一再说明，人们对这种LED快速的变化(以10-20μs)根本无法有效的察觉，即亮处恒亮，暗处恒暗，但实际上并非完全如此，其实LED还是会有发微光现象，(原本不亮处，会因扫描改变其状态而微亮，即，如该专利说明书内的所谓“察觉之事务依当时之亮度而有所差异”，指的就是一般外部环境的亮度很亮时(即太阳下)，则感觉不到LED的微亮情形，但在室内或室内较暗处则就比较容易察觉这种微亮的存在。目前一般解决的方法是加大如图3中R1，R2，R3的电阻值，约提高至390欧姆，可以减小微光，但同时也降低了正常LED发光时的亮度(因电流减小)，而使用者在观察LED状态时对发光与否的觉察较不明显，所以说这种设计方式可用，但仍是有部分问题的。本专利技术的目的就是提供一种可完全克服上述所有缺点的键扫指方法及装置并可节省单片微电脑程序存贮器的大量空间，还可更好地利用节省下来的空间。本专利技术所完成之单片微电脑程序存贮器使用8049集成电路，程序存储器仅有2K字节的容量，但内部各键却均有三组(组1，组2，组3)不同键码，第三组码之各键又可单独加以设定，命令其输出(1)按键码(2)释放码(3)有无重覆出字功能等，即，使XT/AT/PS2之各型主机能完全兼容并连接使用，而所引证专利的键盘却仅提供了XT/AT，PS2一组键码功能，而且不能加以单独设定，就是因空间不足之故。 现结合附图说明本专利技术键扫描方法及其装置图1至3表示三种先有技术键扫描电路的配置图; 图4为本专利技术键扫描方式之改良电路; 图5为体现本专利技术键扫描方式的LED状态改变周期图。图6至13为本专利技术方法的键盘软件流程图; 本专利技术的特点是1.基本扫描线有十三条，可扫描104键(8×13＝104)，足以满足基准键盘之基本键数要求。2.如图4可看出有两条(a)虚线，与两条(b)虚线，在PCB设计时将成为4条跳线，若连接(b)之两条跳线，则(a)不可连接，也就是说，(a)与(b)不可能同时并存，故形成了两种不同线路的接线方式。再说此两种方式＊若连接(b)跳线，则线路将与图2相同，再配合一独特之软件，运用时分原理，控制扫描方式，鬼键(鬼键是指若有四个特殊功能键如只按其中三个键，一样可操作四个按键之功能的情况)之探测方式，LED之更新方式，则可完全解决所有微亮或微暗之现象，(固件部分以后再述)。＊若连接(a)跳线，则线路将多出一条控制线，可作扫描用，或供给蜂鸣器控制用，而LED将直接接上电源，但利用一独特软件，运用时分原理，控制扫描方式，鬼键之探测方式，LED之更新方式，可完全解决所有微亮或微暗现象，(固件之技巧后述)，而多出的一条线若作扫描用，则扫描键可达112键(8×14＝112)，若作蜂鸣器控制用，则可配合成本较低之按键开关，当按下任何键时，则软件可透过这一条控制线去控制蜂鸣器发出-“喀喀”声，达到模拟两段式开关的“喀喀”声音效。再述固件之设计技巧1.因为单片微电脑指令，皆有其一定执行时间，故扫描时若改变各扫描线之状态，一旦更改LED控制线与扫描线共用之引线电位状态，则可立即更改LED所显示出来之状态，待扫描完成时，应立即回复LED应有的状态。要解决微亮或微暗问题，重点即在如何缩短扫描所需时间，(即LED状态被暂时改变的时间)。本专利技术方法即在更新各扫描线动作之前，将所有之判断工作皆予事前完成，待一改变扫描线后，即立即读各键状态，并立即更新LED之应有状态，其执行时间仅5-10μs。2.若仅缩短LED状态被暂时改变的时间，可以减弱微亮及微暗现象，但仍未达像图1那样完全独立的控制效果，为此，本专利技术又做了扫描时间整体比例之格式化，即利用时分原理以4ms做一基数，每260μs扫一条扫描线，每一周期扫7条，而以4ms为一周期，故真正有扫描的时间为1.82ms(260×7＝1820)而停滞时间则有2.18ms，若要将所有之扫描线全部扫描一次则要花上二个周期(即4×2＝8ms)而所有目的扫描线中，却仅有三条扫描线同时控制LED及作扫描工作，故每个周期将有三次改变LED状态之机会。见附图5。结论每两周期(即4×2＝8ms)，有三次暂时改变LED状态之机会，而每次暂时更改之时间为5-10μs，故以比例来看可知显然8ms(5-10μs)是无限大于LED暂时改变之时间的。为此可将图3之R1，R2，R3的阻值约可降到220欧姆左右，以提高LED之亮度。所以说，不但人的眼睛无法察觉LED之变化，以极大的差异作时间分割，可以说LED根本没有微亮或微暗现象，如此即可真正达到如图1般独立使用三条线控制LED之效果。现配合流程图说明软件程序，以便更充分地了解本专利技术。图6为起始程序段，具体说明如下开机后，先测试只读存储器，再测试程序存储器，再设定各转换臂电位状态，再将蜂鸣器控制脚关闭，延迟开机设定时间，设定各键初始状态，设定指示灯初始状态(包含将初始开机码堆入缓冲器及重覆出字速度初值设定特征位)，再判断主机为何种型式？若判断为XT主机，则执行XT相关程序(B)，若判断为AT/PS2主机，则再判断主机是否下命令给键盘？若该判断结果为是，则执行获取主机命令及执行命令段(C); 若该判断结果为否，则再判断键盘是否除能？若判断为除能，则执行获取主机命令及执行命令段(C); 若判断为键盘致能，则再判断缓冲器内有无资料？若该判断为有资料则执行送码程序段(E); 若该判断为无资料，则执行键扫描程序段(F)。图7为键扫描程序段F，具体说明如下先设定主扫描标记，再扫描一条线，重设指示灯状态，然后在步骤G1判断是主扫描还是跳键扫描;本文档来自技高网...

【技术保护点】
对键扫描装置的一种综合处理方法，所述装置包括若干按键，三个发光二极管，一信号芯片以及一个三极管，所述方法的特征在于在所述三极管与发光二极管和芯片之间即设计印刷电路板时设置不能同时并存的两对跳线（ａ－ａ，ｂ－ｂ），使其分别构成两种不同接线方式的电路，即，在连接跳线（ｂ－ｂ）时，则配合独特之固件处理，运用时分原理，控制扫描方式，鬼键之探测方式，发光二极管更新方式，以完全解决微亮或微暗问题；在连接跳线（ａ－ａ）时，则线路将多出一条控制线，可作扫描用，或供给蜂鸣器控制用，而发光二极管将直接接上电源，但配合独特固件处理，运用时分原理，控制扫描方式，鬼键之探测方式，ＬＥＤ之更新方式，以完全解决所有微光或微暗问题，而多出之一条线若作扫描用，则使扫描键可达１１２键（８×１４＝１１２），若作蜂鸣器控制用，则可配合成本较低之按键开关，当按下任何键时，则固件可透过这一条控制线去控制蜂鸣器发出一“喀喀”声，达到模拟两段式有“喀喀”声之开关音效。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈振文，
申请(专利权)人：陈振文，旭丽股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]