I/O接口电路及包含该电路的按键扫描装置制造方法及图纸

技术编号:8951465 阅读:169 留言:0更新日期:2013-07-21 20:17
本实用新型专利技术涉及一种I/O接口电路和低功耗按键扫描装置,所述I/O接口电路包括输出状态控制模块、第一输入状态控制模块和第二输入状态控制模块,输出状态控制模块包括第一固定电平和第一开关单元,第一输入状态控制模块包括第二固定电平、第二开关单元和第二电阻单元,第二输入状态控制模块设有第一电阻单元和第三开关单元,第一固定电平与第二固定电平逻辑相反,第一开关单元、第二开关单元和第三开关单元的控制端连接有用于控制开关单元导通或断开的开关控制器。本实用新型专利技术的电路和装置在I/O接口电平切换时,减小了在其自身的输入级上所产生的瞬态电流,从而降低了功耗,同时又保证了连接在该I/O接口上按键的有效检测。(*该技术在2022年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及键盘接口及键盘按键扫描
,尤其涉及一种i/o接口电路和低功耗按键扫描装置。
技术介绍
现有产品对整机的功耗要求越来越严格,尤其是在整机处于待机状态时,键盘作为整机人机接口的常用部件,其功耗为整机功耗中的一部分,降低键盘功耗尤为重要。键盘在按键扫描时,按键一端由按键输出端输出固定电平,按键另一端的按键输入端由上拉或下拉电阻提供一个与前者相反的初始电平,当有按键按下时,按键输入端的上拉或下拉状态被相反的电平驱动,产生电平跳变,由此判断有按键产生。参照图1,以键盘中的按键Κ0Γ在扫描时为例,按键KOli的两端分别连接有I/O接口 PO和I/O接口 P1,I/O接口PO上通过上拉电阻R(V连接有MOS管MPO',MOS管MPO'的漏极与上拉电阻R(V相连,MOS管MPO'的源极连接有VDD,MOS管MPO'的栅极为控制端,I/O接口 PO上还通过MOS管MNO'与GND相连,MOS管MNO'的栅极为控制端;相对应的,I/O接口 Pl也分别连接有MOS管ΜΡΓ、上拉电阻Rr和MOS管丽Γ。在单个按键检测时,按键KOl'的两端需要配置成逻辑相反的电平,既配置I/O接口 PO处于输出低电平状态,I/O接口 Pl处于带上拉输入状态,也可将I/O接口 Pl和I/O接口 PO的状态对调,当有按键按下时,I/O接口 Pl检测电平跳变,判断有按键产生,图1中虚线部分为检测到按键时电流走向。在按键扫描过程中,不可避免需要在按键两端的I/O接口进行输出状态和带相反电平上拉/下拉的输入状态之间切换,由于器件封装以及外部键盘连接等因素,每一个I/o接口上都有寄生电容存在,I/o接口的状态每进行一次电平切换,实际上是VDD通过上拉电阻对I/O接口寄生电容的充电过程,或者是I/O接口寄生电容通过下拉电阻对GND的放电过程。一般上下拉电阻越大,则充 放电过程越长,电平切换沿越缓,由此在I/O接口的输入级CMOS电路上产生的电流也越大,功耗也就越高。但是,为了有效的保证按键两端的电平逻辑相反,上下拉电阻不能设置的太小,而为了减小I/O接口电平切换的时间,上下拉电阻不能设置的太大。现有技术中为了确保按键的有效检测,造成输入级CMOS电路上的电流较大,使键盘在按键检测时的功耗也较高。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对现有I/O接口电路在由输出状态切换到输入状态时,I/o接口电平状态切换缓慢、I/O接口输入级电流大,造成待机时I/O接口状态切换功耗高的问题,提供了一种I/o接口电平切换迅速、I/O接口输入级电流小的I/O接口电路和低功耗按键扫描装置。为解决上述问题,本技术的一种技术方案是:一种I/O接口电路,包括与I/O接口相连的输出状态控制模块和第一输入状态控制模块,输出状态控制模块包括顺次相连的第一固定电平和第一开关单元,第一开关单元的另一端与I/O接口相连,第一输入状态控制模块包括顺次相连的第二固定电平、第二开关单元和第二电阻单元,第二电阻单元的另一端与I/o接口相连,第一开关单元和第二开关单元的控制端连接有用于控制开关单元导通或断开的开关控制器,第一固定电平与第二固定电平逻辑相反,所述I/o接口电路还连接有第二输入状态控制模块,第二输入状态控制模块设有用于缩短I/o接口电平切换时间的第一电阻单元和第三开关单元,第二固定电平、第三开关单元和第一电阻单元顺次相连,第一电阻单元的另一端与I/o接口相连,第三开关单元的控制端与开关控制器相连;开关控制器输出控制信息控制第一开关单元、第二开关单元和第三开关单元的导通状态,并分别配置与导通的第一开关单元所在模块相连的I/o接口为输出第一固定电平状态,与导通的第二开关单元所在模块相连的I/O接口为第一输入状态,与导通的第三开关单元所在模块相连的I/o接口为第二输入状态;所述开关控制器至少包括一组控制信息,使处于输出第一固定电平状态的I/o接口配置为第二输入状态。本技术的I/O接口电路通过控制输出状态控制模块、第一输入状态控制模块和第二输入状态控制模块与I/O接口的接入状态,配置了三种I/O接口的状态,分别为输出第一固定电平状态、第一输入状态和第二输入状态。在开关控制器的控制下,当输出状态控制模块内的第一开关单元导通,则第一固定电平接入I/o接口,此时I/O接口处于输出第一固定电平状态;当第一输入状态控制模块内的第二开关单元导通,则第二固定电平和第二电阻单元接入I/O接口,此时I/O接口处于第一输入状态;当第二输入状态控制模块内的第三开关单元导通,则第二固定电平和第一电阻单元接入I/o接口,此时I/O接口处于第二输入状态。在控制信号的配置下,I/o接口根据需要可以在三种状态中切换,本技术的I/O接口电路可适用于各种结构键盘的按键扫描。其中,第一输入状态和输出第一固定电平状态在按键检测时用于有效按键检测,因此第二电阻单元的阻值不能太小,使第一输入状态和输出第一固定电平状态的电平逻辑相反。开关控制器包括一组控制信息,使处于输出第一固定电平状态的I/o接口配置为第二输入状态,第二输入状态用于在I/o接口状态切换时;使第一电阻单元接入I/O接口,设置较小的第一电阻单元阻值,可以增加I/o接口电平切换时的放电电流,减小此时的放电时间,使I/o接口的状态快速切换,用以降低I/O接口输入级CMOS电路的瞬态电流,进而降低了 I/o接口电路的功耗。相比较于现有技术,本技术的I/o接口电路增设了第二输入状态控制模块,使I/O接口具有用于缩短I/O接口电平切换时间的第二输入状态,配置I/O接口电平切换时由输出第一固定电平状态切换到第二输入状态,在I/o接口电平切换时,对于每一个I/O接口从输出到输入切换过程中,都减小了在其自身的输入级上所产生的瞬态电流,从而降低了功耗,而在按键检测时,则采用第一输入状态保证了连接在该I/o接口上按键的有效检测。优选地,所述I/O接口电路为内置上拉结构的上拉I/O接口电路,则第一固定电平为低电平,第二固定电平为高电平,所述第一电阻单元为强上拉电阻,第二电阻单元为弱上拉电阻,第一开关单元、第二开关单元和第三开关单元分别为用于控制上述电阻接入状态的MOS管,所述输出第一固定电平状态为输出低电平状态,第一输入状态为带弱上拉输入状态,第二输入状态为带强上拉输入状态。[0011 ] 优选地,所述I/O接口电路为内置下拉结构的下拉I/O接口电路,则第一固定电平为高电平,第二固定电平为低电平,所述第一电阻单元为强下拉电阻,第二电阻单元为弱下拉电阻,第一开关单元、第二开关单元和第三开关单元分别为用于控制上述电阻接入状态的MOS管,所述输出第一固定电平状态为输出高电平状态,第一输入状态为带弱下拉输入状态,第二输入状态为带强下拉输入状态。优选地,所述I/O接口电路为同时内置上拉结构和下拉结构的上下拉I/O接口电路,上下拉I/o接口电路包括两组I/O接口电路,分别为上拉I/O接口电路和下拉I/O接口电路;所述上拉I/o接口电路的第一固定电平为低电平,第二固定电平为高电平,第一电阻单元为强上拉电阻,第二电阻单元为弱上拉电阻,第一开关单元、第二开关单元和第三开关单元分别为用于控制上述电阻接入状态的MOS管,输出第一固定电平状态为输出低电平状态,第一输入状态本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种I/O接口电路,包括与I/O接口相连的输出状态控制模块和第一输入状态控制模块,输出状态控制模块包括顺次相连的第一固定电平和第一开关单元,第一开关单元的另一端与I/O接口相连,第一输入状态控制模块包括顺次相连的第二固定电平、第二开关单元和第二电阻单元,第二电阻单元的另一端与I/O接口相连,第一开关单元和第二开关单元的控制端连接有用于控制开关单元导通或断开的开关控制器,第一固定电平与第二固定电平逻辑相反,其特征在于,所述I/O接口电路还连接有第二输入状态控制模块,第二输入状态控制模块设有用于缩短I/O接口电平切换时间的第一电阻单元和第三开关单元,第二固定电平、第三开关单元和第一电阻单元顺次相连,第一电阻单元的另一端与I/O接口相连,第三开关单元的控制端与开关控制器相连;开关控制器输出控制信息控制第一开关单元、第二开关单元和第三开关单元的导通状态,并分别配置与导通的第一开关单元所在模块相连的I/O接口为输出第一固定电平状态,与导通的第二开关单元所在模块相连的I/O接口为第一输入状态,与导通的第三开关单元所在模块相连的I/O接口为第二输入状态;所述开关控制器至少包括一组控制信息,使处于输出第一固定电平状态的I/O接口配置为第二输入状态。...

【技术特征摘要】
1.一种I/O接口电路,包括与I/O接口相连的输出状态控制模块和第一输入状态控制模块,输出状态控制模块包括顺次相连的第一固定电平和第一开关单元,第一开关单元的另一端与I/o接口相连,第一输入状态控制模块包括顺次相连的第二固定电平、第二开关单元和第二电阻单元,第二电阻单元的另一端与I/o接口相连,第一开关单元和第二开关单元的控制端连接有用于控制开关单元导通或断开的开关控制器,第一固定电平与第二固定电平逻辑相反,其特征在于,所述I/o接口电路还连接有第二输入状态控制模块,第二输入状态控制模块设有用于缩短I/o接口电平切换时间的第一电阻单元和第三开关单元,第二固定电平、第三开关单元和第一电阻单元顺次相连,第一电阻单元的另一端与I/o接口相连,第三开关单元的控制端与开关控制器相连;开关控制器输出控制信息控制第一开关单元、第二开关单元和第三开关单元的导通状态,并分别配置与导通的第一开关单元所在模块相连的I/o接口为输出第一固定电平状态,与导通的第二开关单元所在模块相连的I/O接口为第一输入状态,与导通的第三开关单元所在模块相连的I/o接口为第二输入状态;所述开关控制器至少包括一组控制信息,使处于输出第一固定电平状态的I/o接口配置为第二输入状态。2.根据权利要求1所述的I/O接口电路,其特征在于,所述I/O接口电路为内置上拉结构的上拉I/o接口电路,则第一固定电平为低电平,第二固定电平为高电平,所述第一电阻单元为强上拉电阻,第二电阻单元为弱上拉电阻,第一开关单元、第二开关单元和第三开关单元分别为用于控制上述电阻接入状态的MOS管,所述输出第一固定电平状态为输出低电平状态,第一输入状态为带弱上拉输入状态,第二输入状态为带强上拉输入状态。3.根据权利要求1所述的I/O接口电路,其特征在于,所述I/O接口电路为内置下拉结构的下拉I/o接口电路,则第一固定电平为高电平,第二固定电平为低电平,所述第一电阻单元为强下拉电阻,第二电阻单元为弱下拉电阻,第一开关单元、第二开关单元和第三开关单元分别为用于控制上述电阻接入状态的MOS管,所述输出第一固定电平状态为输出高电平状态,第一输入状态为带弱下拉输入状态,第二输入状态为带强下拉输入状态。4.根据权利要求1所述的I/O接口电路,其特征在于,所述I/O接口电路为同时内置上拉结构和下拉结构的上下拉I/o接口电路,上下拉I/O接口电路包括两组I/O接口电路,分别为上拉I/o接口电路和下拉I/O接口电路;所述上拉I/O接口电路的第一固定电平为低电平,第二固定电平为高电平,第一电阻单元为强上拉电阻,第二电阻单元为弱上拉电阻,第一开关单元、第二开关单元和第三开关单元分别为用于控制上述电阻接入状态的MOS管,输出第一固定电平状态为输出低电平状态,第一输入状态为带弱上拉输入状态,第二输入状态为带强上拉输入状态;所述下拉I/o接口电路的第一固定电平为高电平,第二固定电平为低电平,第一电阻单元为强下拉电阻,第二电阻单元为弱下拉电阻,第一开关单元、第二开关单元和第三开关单元分别为用于控制上述电阻接入状态的MOS管,输出第一固定电平状态为输出高电平状态,第一输入状态为带弱下拉输入状态,第二输入状态为带强...

【专利技术属性】
技术研发人员:郑尊标冯兵
申请(专利权)人:杭州士兰微电子股份有限公司
类型:实用新型
国别省市:

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