[发明专利]高可靠性键盘扫描方法

说明书

技术领域

本发明属于键盘扫描技术领域，特别是涉及高可靠性键盘扫描方法。

背景技术

键盘扫描技术是嵌入式系统设备输入的重要技术方法。当前常用的一些键盘扫描技术或芯片多针对民用领域里的设计应用，在振动、噪声等恶劣环境下抗干扰能力很差，误触发现象时常发生。

传统常用的键盘扫描技术方法，键盘扫描硬件电路由若干按键组成一个行列矩阵，逐行(或逐列)输出扫描信号，再逐列(或逐行)读得扫描结果，当某键按下，其所对应的行和列相连通，输出端的扫描信号被输入端检测，由于按键的机械弹性作用，在按键按下的开始和结尾存在“抖动”，传统技术方法通过适当的延迟去抖动处理，获取按键值。

在应用环境恶劣的情况下，环境噪声可能会耦合到扫描矩阵的输入端，剧烈的震动也可能会使按键瞬时闭合。这些情况都会使输入端出现一定脉宽的干扰脉冲信号，从而在输入端检测扫描信号时，可能会误判决为键盘按下，并给出错误的按键值。要解决这个问题，若只单纯增加去抖动延迟的时间长度，会造成按键不灵，键盘输入设备难以操作等问题；而若不增加去抖动延迟的长度，则使键盘扫描设备抗干扰能力很差、按键误触发的情形时常发生。因此，传统的这种键盘扫描技术方法难以应用在武器装备级别的环境中。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供高可靠性键盘扫描方法，该扫描方法通过采用创新的技术方案提高了矩阵键盘扫描技术的抗干扰能力、抗误触发能力，同时具备按键触发时间可设置功能，以及在特定环境应用下滤除特定频率干扰信号等功能，提高键盘设备输入的有效性和可靠性。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

高可靠性键盘扫描方法，包括如下步骤：

(1)对键盘进行分级扫描，具体方法为：设键盘为X行、Y列的矩阵键盘，由X行产生扫描序列信号，从Y列读取扫描结果，当第i行j列上的按键按下时，第j列和第i行相连通，第j列输入引脚读取到第i行输出引脚扫描脉冲，从而得到坐标为(i，j)的按键按下过程的脉冲信号，其中i∈X，j∈Y；

(2)对键盘的扫描结果进行数字滤波，包括坐标为(i，j)的按键按下瞬间和按键松开瞬间产生的抖动脉冲的数字滤波，具体方法为：按键按下瞬间，出现抖动脉冲，不使滤波输出翻转为高，仍与按键按下之前一致，保持输出为低；按键松开瞬间，出现抖动脉冲，不使滤波输出翻转为低，仍与按键按下过程中一致，保持输出为高；

(3)对数字滤波后的键盘扫描结果进行脉宽积分判决，具体方法为：使用基准时钟对数字滤波后的坐标为(i，j)的按键脉冲宽度进行积分计数，并对按键脉冲宽度设置阈值，若按键脉冲宽度计数值小于所述阈值，则判断坐标为(i，j)的按键没有被按下，若按键脉冲宽度计数值大于等于所述阈值，则判断坐标为(i，j)的按键被按下。

在上述高可靠性键盘扫描方法中，步骤(2)中对键盘的扫描结果进行数字滤波还包括按键按下过程中产生的误触发脉冲的数字滤波，具体方法为：按键按下过程中，滤波输入输出均为高，当出现误触发脉冲时，不使滤波输出翻转为低，仍与按键按下过程一致，保持输出为高。

在上述高可靠性键盘扫描方法中，步骤(2)中对键盘的扫描结果进行数字滤波还包括按键按下前、中、后整个过程出现的干扰脉冲的数字滤波，具体方法为：按键按下前，滤波输入为低，出现干扰脉冲时，不使滤波翻转为高，仍保持输出为低；按键按下瞬间，出现干扰脉冲，不使滤波输出翻转为高，保持输出为低；按键按下过程中，滤波输入输出均为高，出现干扰脉冲时，不使滤波输出翻转为低，保持输出为高；按键松开瞬间，出现干扰脉冲，不使滤波输出翻转为低，保持输出为高；按键完全松开后，出现干扰脉冲时，不使滤波翻转为高，输入输出均为低。

在上述高可靠性键盘扫描方法中，步骤(2)中数字滤波采用N阶D触发器串联构成N阶干扰脉冲数字滤波器实现，当D触发器的值为1的数目大于等于时，输出结果为1；当D触发器的值不为1的数目小于时，不进行翻转，输出结果仍为1；当D触发器的值为0的数目大于等于时，输出结果为0；当D触发器的值不为0的数目小于不进行翻转，输出结果仍为0。

在上述高可靠性键盘扫描方法中，步骤(3)中采用脉宽积分判决器进行脉宽积分判决，所述脉宽积分判决器由32位计数器和判决器组成，输入为基准时钟、按键脉冲宽度和所设置的判决阈值，输出为正确的键值，计数器对按键脉冲宽度进行积分计数，判决器将计数值与所设置的阈值进行比较后得出坐标为(i，j)按键的键值。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：