[发明专利]一种采用扩展I/O方式的手机全键盘

说明书

技术领域

本实用发明涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种通过扩展I/O增加行与列，通过I2C通信协议、中断、扫描算法及映射关系等实现长按，短按及重复按键的手机全键盘。 

背景技术

随着移动通信的不断发展，新功能的设计已成为手机厂商提高自身市场竞争力的强有力手段，同时手机操作的便捷性日渐成为衡量手机的重要指标。 

近期，一种带有全键盘功能的手机受到了广大用户的青睐。全键盘的最早应用是加拿大RIM公司设计的黑莓手机。全键盘又称全功能键盘，其按键分布与PC机键盘基本相同，主要包括26个英文字母、数字键、方向控制键、回车键、Ctrl、Alt及符号键等，完全可以实现PC机键盘的功能，方便用户快速的输入操作。因此目前越来越多的手机厂商将全键盘作为设计理念，推出了很多带有全键盘的手机产品。而这些产品的价格一般较高，因为其主cpu芯片一般为中高档才能满足全键盘矩阵的行和列的需求，以MTK平台为例，MTK6235及其以上才支持全键盘功能。而对于低端的，如MTK6223D，mtk6225等GPIO口极其有限，无法满足低端市场的全键盘功能需求。 

针对低端市场，目前市面上设计主要采用两种方案：一种采用ADC模拟I/O口满足CPU芯片的行列接口的不足，但这种方法比较耗电；一种采用外接全键盘控制器，这样成本较高。 

发明内容

针对已有技术存在的不足，本发明的目的在于解决上述问题，并消除上述缺点，在低端平台上，如MTK6223D上，采用低成本的多功能I/O扩展IC，如SN7325，满足全键盘矩阵的行和列的需求，通过I2C通信协议，中断，扫描算法，定时器等实现长按，短按，重复按键等的全键盘。 

本发明的发明目的是通过如下技术方案实现的： 

一种采用扩展I/O方式的手机全键盘，包括按键中断的处理，全键盘的硬件键位与虚拟键值的映射，按键弹起的检测与处理，长按键、短按键、重复按键的处理，所述的手机的基带芯片如MTK6223D通过I2C通信协议与I/O扩展芯片SN7325进行通信，获取键值；通过映射关系使键值与硬件的行列矩阵值一一对应；通过定时器控制长按，短按及重复按键等。 

按键是采用外部中断的方式触发的，其优先级很高，中断到来时会打断所有任务的运行。如果在中断中有太多操作就会影响任务的正常运行，如：在播放器中播放音乐时，按键则会产生咔咔暂停声。为避免此类问题，在按键中断服务函数中，只需产生一个按键事件传给任务，然后在任务中检测到该事件后再进行键值的读取与处理。 

按下键时，SN7325的中断脚EINT1的电平由高变低。为防止机械的抖动即按键未按到按下的临界区产生的电平不稳定现象，可以通过软件或硬件去除抖动，硬件去抖需增加去抖电路的设计，提高了成本，因此本方案采用软件防抖即当有低电平出现时延时10到200ms。未有按键时，所有的列即SN7325的PP均置为低电平，所有的行即OD置为高电平，按键设在行列交叉点上，按下键时，则对应的行被列拉为低电平，按键弹起时，则为高电平。 

本方案扩展按键有51个，因此需要7*8的矩阵即对应SN7325的PP0～PP6与OD0～OD7。CPU通过I2C读取SN7325寄存器的值，首先从PP0即0列开始，依次扫描DD0～DD7即行，扫描行的输入并读取其电平值，而SN7325对于弹起的键，其值均为高电平无法区分。采用j(行)*7+i(列)即从第0行开始标识为0～6，第1行则为7～13，依次则第7行标志为49～55，可实现硬件行列矩阵与软件虚拟键值表的映射关系。为了方便检测按键按下与弹起的状态，进行如下的转换：将对应的51个键分别对应51个二进制位，0～31位保存在变量a中，初始键值a0置为0xffffffff；32～51位保存在变量b中，初始键值b0置为0xffffffff。假如扫描PP1列时OD3行有输入，则表示j*7+i即标志位22为低电平其余位为高电平，键值a为0xffbfffff，该键弹起时相应的标志位为高电平键值为0xffffffff；假如PP2列OD5行有输入则j*7+i-32即标志位5为低电平其余位为高电平即键值b为0xffffffef，该键弹起时相应的位为高电平，键值为0xffffffff，因此区分不同的键弹起只需与按下的键的标识位的电平值进行比较即可。