具有指示燈和按鍵埠復用的電路的製作方法

2023-12-02 01:18:41 4

具有指示燈和按鍵埠復用的電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種具有指示燈和按鍵埠復用的電路，包括I/O接口單元、指示燈顯示單元、按鍵開關單元及電阻單元，指示燈顯示單元為指示燈矩陣陣列，指示燈連接在公共埠與任意一個掃描埠之間，按鍵開關單元為單排的按鍵陣列，按鍵一端與I/O接口相連，按鍵另一端連接有固定電平，電阻單元串聯在指示燈顯示單元與按鍵開關單元之間或串聯在固定電平與按鍵開關單元之間。本實用新型的掃描埠復用了按鍵控制，公共埠也復用了按鍵控制，並在所有I/O接口之間增加了按鍵掃描控制，有效地利用了公共埠資源，合理優化了I/O接口單元的I/O接口布置，提高了I/O接口復用控制的利用率，以較低的成本實現了按鍵的擴展。
【專利說明】具有指示燈和按鍵埠復用的電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及指示燈和按鍵復用控制【技術領域】，尤其涉及一種具有指示燈和按鍵埠復用的電路。
【背景技術】
[0002]在現有技術中，按鍵和指示燈可以使用有限個I/O接口復用在一起，通過分時控制指示燈和按鍵，達到獨立工作互不幹擾的目的，上述埠的復用方式普遍應用在各種小家電的控制面板上。但是，控制晶片的I/o接口數量有限，而指示燈和按鍵的數量卻隨著產品功能的要求在不斷增長，這些都造成了晶片I/o接口資源的緊缺。若在上述的基礎上還需擴展按鍵或指示燈，只能通過高成本增加晶片I/o接口的數量來實現。
[0003]例如現有技術中較成熟的一種電風扇控制系統，它包括了各種常見的控制功能，同時還集成了按鍵輸入和指示燈輸出控制等，一般是採用I/o接口復用的方式來合理利用晶片的I/o接口實現功能控制。假設它有12個指示燈需要驅動，同時還有6個按鍵，參照圖1，在現有技術中一般採用9個I/O接口來實現上述指示燈和按鍵復用功能，在這9個I/O接口中一般需要3個I/O接口作為公共埠 C0M，4個I/O接口作為掃描埠 SEG，還需要2個I/O接口作為單獨的按鍵檢測埠 ΚΕ?0。同時在每個公共埠 COM與任意掃描埠SEG之間連接指示燈，並分別在4個掃描埠 SEG和2個按鍵檢測埠 ΚΕ?0上連接按鍵，按鍵的另一端通過電阻連接到固定電平V，圖1中固定電平為地。其中，電阻用以維持指示燈兩端電壓差，使按鍵過程中對應公共埠和掃描埠之間存在有效壓差，保證指示燈在按鍵過程中能正常顯示。參照圖2，該電路在工作過程中先對所有指示燈進行驅動控制，再進行按鍵掃描，以此實現多個指示燈和多個按鍵的控制埠復用。但是，上述技術方案如需再次擴展按鍵數目，往往需要增加額外的按鍵埠 ΚΕ?0，這樣容易造成成本的增加，同時也會增加電路及PCB布板的複雜性。

【發明內容】

[0004]本實用新型所要解決的技術問題是針對現有指示燈和按鍵復用電路存在按鍵數量不易低成本擴展、I/o接口復用控制成效不高的上述問題，提供了一種I/o接口復用控制利用率高和實現按鍵數量低成本擴展的具有指示燈和按鍵埠復用的電路。
[0005]為解決上述問題，本實用新型的技術方案是:
[0006]一種具有指示燈和按鍵埠復用的電路，包括I/O接口單元、指示燈顯示單元、按鍵開關單元及用於保持指示燈兩端電壓差的電阻單元，I/o接口單元上設有多個用於驅動指示燈的I/o接口，I/O接口分為掃描埠和公共埠，指示燈顯示單元上設有多個指示燈，按鍵開關單元上設有多個按鍵，指示燈連接在掃描埠和公共埠之間，所述指示燈顯示單元為指示燈矩陣陣列，指示燈連接在公共埠與任意一個掃描埠之間，所述按鍵開關單元為單排的按鍵陣列，按鍵一端與I/o接口相連，按鍵另一端連接有固定電平，所述電阻單元串聯在指示燈顯示單元與按鍵開關單元之間或串聯在固定電平與按鍵開關單元之間。
[0007]相比較於現有技術，本實用新型的具有指示燈和按鍵埠復用的電路中掃描埠復用了按鍵控制，公共埠也復用了按鍵控制，即在掃描埠和公共埠同時復用控制按鍵，並在所有I/O接口之間增加了按鍵掃描控制，有效地利用了公共埠資源，合理優化了I/o接口單元的I/O接口布置，提高了 I/O接口復用控制的利用率，以較低的成本實現了按鍵的擴展。
[0008]優選地,所述與指示燈顯示單元相連的電阻單元為連接在每個I/o接口與按鍵之間的電阻，與固定電平相連的電阻單元為一個共用電阻。共用電阻是限定在兩個按鍵不同時使用的前提下使用，否則容易影響指示燈的驅動。配備電阻單元合理的電阻值，用以維持與該電阻相連的指示燈兩端電壓差，使按鍵過程中對應公共埠和掃描埠之間存在有效壓差，保證指示燈在按鍵過程中能正常顯示。
[0009]優選地，所述掃描埠為3個，公共埠為4個，3個掃描埠和4個公共埠上均分別連接有按鍵。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是現有技術中指示燈和按鍵復用電路的電路原理圖。
[0011]圖2是現有技術中指示燈和按鍵復用電路的工作流程圖。
[0012]圖3是本實用新型具有指TjV燈和按鍵埠復用的電路的電路原理圖。
[0013]圖4是本實用新型具有指示燈和按鍵埠復用的電路中按鍵掃描的工作流程圖。
[0014]圖5是本實用新型具有指示燈和按鍵埠復用的電路中7個I/O接口實現方式的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和實施例進一步詳細說明本實用新型，但本實用新型的保護範圍並不限於此。
[0016]參照圖3，本實用新型的具有指示燈和按鍵埠復用的電路包括I/O接口單元
001、指示燈顯示單元002、按鍵開關單元及用於保持指示燈兩端電壓差的電阻單元，I/O接口單元001、指示燈顯示單元002和按鍵開關單元順次相連，電阻單元串聯在指示燈顯示單元002和按鍵開關單元之間或串聯在固定電平V和按鍵開關單元之間。其中，I/O接口單元001上設有(N+M)個用於驅動指示燈的I/O接口，I/O接口又細分為N個掃描埠和M個公共埠，N個掃描埠在圖3中分別表示為SEG1-SEGN，M個公共埠分別為C0M1-C0MM。指示燈顯示單元002上設有多個指示燈，形成指示燈矩陣陣列，具體連接方式為在每個公共埠與任意一個掃描埠之間均連接有指示燈，即最多可以實現M*N個指示燈的控制。
[0017]按鍵開關單元上設有多個按鍵，按鍵開關單元包括單排的按鍵陣列005。本實施以單排的按鍵陣列005實現最大按鍵數為例進行說明，其中，單排的按鍵陣列005中的按鍵一端與對應的I/O接口相連，單排的按鍵陣列005中的按鍵先與掃描埠相連，在掃描埠不夠的情形下使用公共埠，按鍵另一端與固定電平V相連，按鍵在圖中標記為Kl-K(N+M)。
[0018]電阻單元為電阻單元003或電阻單元006，電阻單元003串聯在指示燈顯示單元002與單排的按鍵陣列005之間，電阻單元003為連接在每個I/O接口與按鍵之間的電阻，在圖中標識為Rl-R (M+N)。電阻單元006串聯在固定電平V與單排的按鍵陣列005之間，電阻單元006為一個共用電阻，在圖中標記為RO。電阻單元003和電阻單元006中的阻值以保持指示燈兩端電壓差為準，根據具體實際設定合理阻值，如果電阻阻值為零，則表示直接連通，勢必會影響對應指示燈的驅動，配置一定阻值的電阻才能保證指示燈兩端有足夠的壓差，同時確保按鍵時邏輯電平檢測到跳變。一般電阻單元003或電阻單元006不會共同存在。如果不考慮兩個以上按鍵同時按下對指示燈的影響，則僅使用共用電阻RO即可。
[0019]通過上述所述，每個I/O接口都可以分別連接一個按鍵到固定電平V，那最多可支持按鍵數目為(M+N)，最多使用的電阻為(M+N)個。與現有技術相比，不僅掃描埠復用了按鍵控制，公共埠也復用了按鍵控制，同時所有I/O接口之間也增加了按鍵掃描控制。
[0020]本實用新型在掃描過程中是通過指示燈和按鍵分時復用來實現的，復用的實現基於具有指示燈和按鍵埠復用的電路，具體包括如下步驟:
[0021]a)指示燈驅動步驟:參照圖2，指示燈顯示單元002的掃描過程，即指示燈的掃描過程分為M次，每一次對應唯——個公共埠，設此公共埠為C0Mi( i=l?Μ)。在對應公共埠 COMi的掃描過程中，該公共埠 COMi輸出第一電平，即處於輸出第一電平狀態，其它公共埠輸出第二電平，即處於輸出第二電平狀態，第一電平與第二電平邏輯反向。與公共埠 COMi相連的指示燈另一端的掃描埠若輸出第二電平，則該指示燈亮；否則該指示燈不亮。與其它公共埠相連的指示燈在這一個節拍均不亮，依次配置所有與指示燈相連的公共埠 COMi，掃描所有指示燈。
[0022]b)按鍵掃描和檢測步驟:參照圖4，指示燈掃描完畢之後，I/O接口單元001控制所有的公共埠和掃描埠均弱驅動輸出第二電平，所有指示燈均滅掉，開始進行按鍵掃描和檢測。配置所有與按鍵相連的I/O接口處於弱驅動輸出第二電平狀態，若從任意I/O接口檢測到電平跳變，則表示連接在該I/o接口與固定電平之間的按鍵被按下，並輸出按鍵值；
[0023]c)若所有按鍵均被掃描到，根據掃描周期返回步驟a，否則返回步驟b繼續掃描。
[0024]其中，按鍵掃描和按鍵檢測是兩個獨立的進程，不管是否有按鍵被檢測到，對應的按鍵掃描過程都會依次執行。
[0025]下面針對具體指示燈數量及按鍵數量詳細說明本實用新型，參照圖5，本實施例是構造某風扇控制方案所需的6個按鍵和11個指示燈的具有指示燈和按鍵埠復用的電路。使用I/O接口為7個，即7個控制埠，其中指示燈公共埠的數目M=3，掃描埠的數目N=4，最多可以實現按鍵數目(M+N)=7。
[0026]該電路包括I/O接口單元001、指示燈顯示單元002、單排的按鍵陣列005和電阻單元，其中電阻單元可以為電阻單元003或電阻單元006，本實施例中，指示燈為發光LED，按鍵Kl?K7為輕觸按鍵，按下時兩端導通，鬆開時兩端截止。如需考慮兩個以上的按鍵同時按下不對指示燈顯示產生影響，則採用電阻單元003，即電阻Rl?R7阻值為IOK Ω，RO阻值為O。如只考慮一個按鍵按下不對指示燈顯示產生影響，則採用電阻單元006，即電阻Rl?R7阻值為0，R0阻值為10ΚΩ。該風扇控制方案可以去掉上述實施例示意圖中任意一個指示燈，任意一個按鍵及其端電阻以得到6個按鍵和11個指示燈，本實施例的工作過程包括上述所有步驟。
[0027]其中，指示燈為發光LED，分別為指示燈公共埠共陰極和共陽極接法。共陰極接法中，公共埠接LED的陰極，掃描埠接LED的陽極。共陽極接法中，公共埠接LED的陽極，掃描埠接LED的陰極。任意一個公共埠和任意一個掃描埠之間都可以連接一個LED指示燈，最大支持指示燈數目為MXN=12。其中，圖5為公共埠共陰極接法，即第一電平為VSS，第二電平為VDD，若為共陽極接法，則第一電平為VDD，第二電平為VSS。本實施例充分利用每一個指示燈控制埠，擴展出最多的按鍵數目，同時合理使用控制方法，達到按鍵和指示燈互不幹擾的控制目的，且使系統實現成本達到最小化。
[0028]上述說明中，凡未加特別說明的，均採用現有技術中的技術手段。
【權利要求】
1.一種具有指示燈和按鍵埠復用的電路，包括I/o接口單元、指示燈顯示單元、按鍵開關單元及用於保持指示燈兩端電壓差的電阻單元，I/o接口單元上設有多個用於驅動指示燈的I/o接口，I/O接口分為掃描埠和公共埠，指示燈顯示單元上設有多個指示燈，按鍵開關單元上設有多個按鍵，指示燈連接在掃描埠和公共埠之間，其特徵在於，所述指示燈顯示單元為指示燈矩陣陣列，指示燈連接在公共埠與任意一個掃描埠之間，所述按鍵開關單元為單排的按鍵陣列，按鍵一端與I/o接口相連，按鍵另一端與固定電平相連，所述電阻單元串聯在指示燈顯示單元與按鍵開關單元之間或串聯在固定電平與按鍵開關單元之間。
2.根據權利要求1所述的具有指示燈和按鍵埠復用的電路，其特徵在於，所述與指示燈顯示單元相連的電阻單元為連接在每個I/o接口與按鍵之間的電阻，與固定電平相連的電阻單元為一個共用電阻。
3.根據權利要求1或2所述的具有指示燈和按鍵埠復用的電路，其特徵在於，所述掃描埠為3個，公共埠為4個，3個掃描埠和4個公共埠上均分別連接有按鍵。
【文檔編號】H03M11/20GK203399090SQ201320377969
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月27日 優先權日:2013年6月27日
【發明者】鄭尊標, 馮兵 申請人:杭州士蘭微電子股份有限公司