[发明专利]一种混合式按键模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子技术领域，具体涉及一种电子产品上的按键设计方法。

背景技术

按键作为人机交互的一个重要途径，是绝大部份电子产品的重要组成部分。根据不同的应用场合，按键的设计、数量都有不同的要求。目前，电子产品上的按键实现方式可分为以下三种类型：第一，用IO口驱动的矩阵式键盘；第二，用AD转换器实现的电阻分压式键盘也叫单线AD键盘；第三，模块式总线驱动键盘。这三种按键各有优点。如：IO口驱动的矩阵式键盘，电路设计简单，直接用MCU里的代码驱动。AD电阻分压式键盘，能在一根线上设计多个按键，有效地减少硬件资源的消耗。总线式键盘，一般用于按键数量较多的场合，对主MCU不管是软件上或是硬件上的资源都是极少的消耗。

电子产品发展至今，已逐渐趋于智能化、多功能化，为了使用户更方便地使用产品功能，往往也要求产品中设计更多的按键。随着电子产品中按键数量的增多，传统的设计存在的缺陷也逐渐暴露。如矩阵式键盘会占用过多的IO口。单线AD键盘，其原理是令不同的按键产生的电阻阻值不一样，其分配到的电压也不一样，MCU通过电压值来识别不同的按键。电压值是个模拟量，理论上可以无限细分，但AD转换是有风险的。在单个样品设计中，理论上一个AD转换通道上能设计20个按键。但在大规模生产中由于器件或工艺存在偏差，以及干扰的存在，AD转化结果也会有一定的浮动范围。为了容纳这个浮动范围，避免“串键”现象，每个通道上最多只能设计6到7个按键。如果光是通过增加AD通道的方式来增加按键数量也是可以做到的，但却带来别的问题。其一，AD通道本身就是一个很宝贵的资源；其二，AD转换需要一定的时间，根据AD转换器的类型，机器周期长短，以及转换精度不一样等，从几十到一百多个微秒不等。AD通道不可能无限制增多，这个时间消耗会影响系统的实时性，特别对于通讯较多的大型系统，没有足够的时间裕度，稍有不慎可能会引起内存崩溃或者掉进通讯协议规则陷阱等问题。模块化总线式键盘,这种设计似乎解决了我们所有的顾虑，但其设计需要增加单独的处理IC，成本较高；同时为保证按键的实时性，往往需要高频访问其占用的总线，对总线信道容量占用较多。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于按键数量较多但成本相对较低的一种混合式按键模块设计方案。

为解决上述技术问题，本发明提供一种混合式按键模块，该模块包括：

若干电阻，所述电阻串联于VDD电压与地之间； 

若干按键，各个按键具有两端，一端分别连接于上述串联电阻的各个连接点，另一端连接在一起，与所述串联电阻组成触发按键组；及，

一运放器件，所述按键另一端连接在一起并与运放器件的同相输入端连接，运放器件输出端连接智能芯片的AD采样口。

针对上述基本方案，本发明还提供一种扩展方案：

一种混合式按键模块，包括N个由串联电阻及与电阻连接的按键组成的触发按键组；所述触发按键组的各个按键连接端均连接一运放器件，按键连接端连接运放器件的同相输入端，且各个运放器件输出端连接在一起并连接至智能芯片的AD采样口；同时，第2～N个触发按键组的各按键的连接端还分别再连接一运算放大器组，各按键的连接端分别连接一运算放大器的反相输入端，各运算放大器同相输入端接地，输出端分别连接智能芯片的一I/O口。

当然，第一触发按键组各按键的连接端也可连接一运算放大器，各按键的连接端连接该运算放大器的反相输入端，该运算放大器同相输入端接地，输出端连接智能芯片的一I/O口。

优选的，所述各运算放大器输出端均通过编码器连接智能芯片的I/O口。

本发明所述按键模块占用主控芯片资源少，工作性能稳定，且易于扩展，为较多按键的电子产品的按键模块设计提供了很好的解决方案。

与现有技术相比，本发明的有益效果具体在于：

（1）本发明在各按键组的输出端增加运放连接成的跟随器，增强按键电压的驱动电流，有效避免因串阻过大造成电压信号过于微弱而易受干扰的问题，保证了按键触发信号对智能芯片IO口MOS管的驱动能力及反应速度，优化瞬态曲线，提高代码高频访问时的有效性，稳定性；

（2）利用运放（跟随器）对电压信号是单向传递性，扩展按键组数量，并增加一旁路信号处理后连接智能芯片IO口，确保信号采集的可靠与稳定。

附图说明

图1所述按键模块第一实施例电路原理示意图；

图2所述按键模块第二实施例电路原理示意图；

图3所述按键模块第三实施例电路原理示意图；