非接触式触摸感应按键矩阵电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种非接触式触摸感应按键矩阵电路，包括微型计算机，微型计算机上有一个方波信号输出端口、多个扫描信号端口和多个输入端口；以ｍ×ｎ排列布置的多个按键单元电路组成的按键矩阵，按键矩阵的行线通过二极管连接到扫描信号端口，列线连接到输入端口，方波信号输出端口通过电阻连接到按键矩阵的行输入端上，按键矩阵的列输出端上通过并联的电阻和电容接地；每个单元电路包括按键电极、连接在按键电极与单元电路输入端之间的电容、连接在电极与单元电路输出端之间的二极管、以及一端与电极连接，另一端接地的二极管，上述结构的按键单元电路之间不会产生相互干扰，使用效果好，并且可以设置数量较多的按键单元电路，处理量大。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种按键电路，特别是一种非接触式触摸感应按 键矩阵电路。技术背景目前用于各种控制的非接触式按键电路，主要包括有两种， 一种是每个按键对应主控芯片的一个端口，其缺点是处理的按键数量少，其连接的按键数量最多只是十来个；另一种非接触式按键电路虽然采 用接近扫描矩阵的形式，但是，其最多只能是连接两路按键，并且会 相互干扰，影响性能，使用不可靠。
技术实现思路
为了解决上述的问题，本技术的目的在于提供一种处理量 大、使用可靠的非接触式触摸感应按键控制矩阵电路。 本技术解决其问题所采用的技术方案是 非接触式触摸感应按键矩阵电路，其特征在于包括 微型计算机，微型计算机上有一个方波信号输出端口、多个扫描 信号端口和多个输入端口；按键矩阵，该按键矩阵具有以mXn排列布置的多个按键单元电 路组成，每个按键单元电路的一端连接在相应的行线上，另一端连接 在相应的列线上，按键矩阵的行线通过二极管连接到各个扫描信号端 口，列线连接到各个输入端口，方波信号输出端口通过电阻连接到按 键矩阵的行输入端上，按键矩阵的列输出端上通过并联的电阻和电容接地；其中，每个按键单元电路包括按键电极、连接在按键电极与单元 电路输入端之间的电容、连接在按键电极与单元电路输出端之间的二 极管、以及一端与按键电极连接，另一端接地的二极管。本技术的有益效果是上述结构的按键单元电路之间不会产 生相互干扰，使用效果好，并且可以设置数量较多的按键单元电路， 处理量大。以下结合附图和实施例对本技术作进一步说明。 附图说明图1是本技术的结构示意图。具体实施方式参照图1 图3，本技术的一种微型计算机，微型计算机MCU 上有一个方波信号输出端口 FOUT、多个扫描信号端口 OUTl-OUTm 和多个输入端口 AD IN1-AD INn;按键矩阵，该按键矩阵具有以m Xn排列布置的多个按键单元电路组成，每个按键单元电路的一端连 接在相应的行线上，另一端连接在相应的列线上，按键矩阵的行线通 过二极管Dl Dm连接到各个扫描信号端口 OUTl-OUTm，列线连接 到各个输入端口 AD IN1-AD INn，方波信号输出端口 F OUT通过电 阻Rll Rml连接到按键矩阵的行输入端上，按键矩阵的列输出端上通过并联的电阻R21 R2n和电容Cl Cn接地；每个按键单元电路 包括按键电极、连接在按键电极与单元电路输入端之间的电容、连接 在按键电极与单元电路输出端之间的二极管、以及一端与按键电极连 接，另一端接地的二极管。如图中的第一行、第一列的按键单元电路， 其包括按键电极Kl 1 、连接在按键电极Kl 1与单元电路输入端之间的 电容C11、连接在按键电极K11与单元电路输出端之间的二极管D11、 以及一端与按键电极Kll连接，另一端接地的二极管Dell。其它各 组单元一路为同样结构。 工作原理以单元电路电容Cll、 二极管Dll、 Dell、按键电极K11为例分 析如下输入端加以5V的方波信号，频率约300——2000 KHz，这 样的信号其交流成分能通过电容Cll，到达感应按键电极Kll，并在 二极管Dll、 Dell组成的电荷泵的作用下，在输出端形成输出电压。 输出电压的值与电容Cll及后面公共的滤波电容Cl和负载电阻R21 有关。常态(未按键)时，我们将输出电压调节到约2.5V，电容Cll 的电容值的改变能明显影响输出电压，严格来讲，电容Cll的电容值 包括其本值和按键电极Kll对环境空间形成的等效电容两部分，操 作者以手指隔着绝缘层触摸感应按键电极时，电容Cll的等效电容部 分增大，信号通过电容Cll的容抗即增大，输出电压降低。手指离开 时，输出电压又恢复到原来的值，通过检测输出电压的变化，就能分 析出操作者的按键操作。在整个按键矩阵电路中，每个输入端均同时向n个单元电路提供 方波信号，在n个单元电路输出端得到n个输出电压。微型计算机 MCU的任务就是要在n个A/D输入端AD IN1—AD INn快速及时地 检测出n个输出电压的变化。按键矩阵电路有m路信号输入端，它们以扫描方式分时地工作， 这是由微型计算机MCU的m个扫描端口 (OUT1——OUTm)来控 制的。实际上微型计算机MCU只在端口 F OUT提供300——2000 KHz的方波信号。在一个扫描时段，只有一个扫描端口为高电平，其 相应的信号输入端通过电阻得到F OUT的方波信号。在同一个扫描 时段，其他扫描端口为低电平，其相应的信号输入端被二极管箝位为 低电平，由于单元电路在输入端为低电平时，其电荷泵不工作，因此 n个A/D输入端的电压即是当前这一路扫描端口为高电平的n个按键 单元电路的输出电压。微型计算机MCU要在此扫描时段将这n个按 键的状态分析完。微型计算机MCU轮流扫描1~m路按键单元， 并及时分析完该路n个按键的状态，经过m个扫描时段的一个大循 环，整个按键矩阵电路的mXn个按键的状态被MCU记录下来。再 经过若干次大循环，MCU就能分析出全部触摸感应按键被操作的过 程。其中，本技术的非接触式触摸感应按键矩阵电路的MCU可 采用单片机S3F9454，可以完成24个触摸感应按键的处理。另外也 可以单片机S3F9454，完成6个触摸感应按键的处理，同时实现产品的全部功能。当然，本专利技术创造并不局限于上述实施方式，只要其以基本相同 的手段达到本技术的技术效果，都应属于本技术的保护范围。权利要求1、非接触式触摸感应按键矩阵电路，其特征在于包括微型计算机，微型计算机上有一个方波信号输出端口、多个扫描信号端口和多个输入端口；按键矩阵，该按键矩阵具有以m×n排列布置的多个按键单元电路组成，每个按键单元电路的一端连接在相应的行线上，另一端连接在相应的列线上，按键矩阵的行线通过二极管连接到各个扫描信号端口，列线连接到各个输入端口，方波信号输出端口通过电阻连接到按键矩阵的行输入端上，按键矩阵的列输出端上通过并联的电阻和电容接地；其中，每个按键单元电路包括按键电极、连接在按键电极与单元电路输入端之间的电容、连接在按键电极与单元电路输出端之间的二极管、以及一端与按键电极连接，另一端接地的二极管。专利摘要本技术公开了一种非接触式触摸感应按键矩阵电路，包括微型计算机，微型计算机上有一个方波信号输出端口、多个扫描信号端口和多个输入端口；以m×n排列布置的多个按键单元电路组成的按键矩阵，按键矩阵的行线通过二极管连接到扫描信号端口，列线连接到输入端口，方波信号输出端口通过电阻连接到按键矩阵的行输入端上，按键矩阵的列输出端上通过并联的电阻和电容接地；每个单元电路包括按键电极、连接在按键电极与单元电路输入端之间的电容、连接在电极与单元电路输出端之间的二极管、以及一端与电极连接，另一端接地的二极管，上述结构的按键单元电路之间不会产生相互干扰，使用效果好，并且可以设置数量较多的按键单元电路，处理量大。文档编号H03M11/00GK201204575SQ20082004890公开日2009年3月4日 申请日期2008年6月2日 优先权日2008年6月2日专利技术者陈瑾彬 申请人:卢景添本文档来自技高网...

【技术保护点】
非接触式触摸感应按键矩阵电路，其特征在于：包括　微型计算机，微型计算机上有一个方波信号输出端口、多个扫描信号端口和多个输入端口；　按键矩阵，该按键矩阵具有以ｍ×ｎ排列布置的多个按键单元电路组成，每个按键单元电路的一端连接在相应的行线上，另一端连接在相应的列线上，按键矩阵的行线通过二极管连接到各个扫描信号端口，列线连接到各个输入端口，方波信号输出端口通过电阻连接到按键矩阵的行输入端上，按键矩阵的列输出端上通过并联的电阻和电容接地；　其中，每个按键单元电路包括按键电极、连接在按键电极与单元电路输入端之间的电容、连接在按键电极与单元电路输出端之间的二极管、以及一端与按键电极连接，另一端接地的二极管。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈瑾彬，
申请(专利权)人：卢景添，
类型：实用新型
国别省市：44[中国|广东]