[发明专利]一种低功耗键盘及其扫描定位方法有效
申请号: | 201310176312.3 | 申请日: | 2013-05-14 |
公开(公告)号: | CN103257716A | 公开(公告)日: | 2013-08-21 |
发明(设计)人: | 凌云;周维龙;李飞;彭琼林;陈欢 | 申请(专利权)人: | 湖南工业大学 |
主分类号: | G06F3/02 | 分类号: | G06F3/02;H03M11/20 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 412007 湖南省株洲*** | 国省代码: | 湖南;43 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 功耗 键盘 及其 扫描 定位 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种电子产品键盘及其扫描定位方法,尤其是一种采用电池供电的电子产品低功耗键盘及其扫描定位方法。
背景技术
电池供电的手持式电子产品必须满足低功耗的设计要求。
遥控器之类的电子设备,只需要在有按键按下的情况下才工作,该类电子设备作为用于达到低功耗的一种方法,通常,当没有按键按下时,电子设备处于断电状态,不消耗电池电能;按键按下的同时,通过电源控制电路将系统电源接通,电子设备上电,再自动检测按键输入状态并进行相应的处理。该方法正常工作情况下没有问题,但当按键长期被按下时,长期处于工作状态的电子设备将很快耗尽电池电能。
如果电子设备不仅仅是在有按键按下的情况下才工作,则键盘电路的低功耗设计需要采用其他的方法。专利号为CN201210181671.3的发明专利“一种超低功耗的仪器用键盘控制器”提出了一种低功耗键盘电路以及矩阵结构按键阵列扫描软件流程图,键盘电路采用以行列矩阵形式连接到单片机的输入/输出端口,其中行线连接到单片机的端口P0,该端口所有管脚都可以作为单片机的中断源,任意按键都可以触发单片机进入按键扫描中断服务程序;有按键按下时,如何触发单片机进入按键扫描中断服务程序该专利说明书没有交待清楚,但从电路结构上看,该行列矩阵键盘电路的所有列线与所有行线均接有下拉电阻,行线作为中断源输入时,必须使所有列线都为高电平,如此,当有按键按下时,相应的行线与列线连接,该行线变成高电平向单片机申请中断;待机时所有列线必须输出高电平,每根列线的10kΩ下拉电阻上都长期流过电流,以3V电池供电为例,其键盘电路的5根列线就需要长期流过1.5mA电流,键盘电路的功耗并不低。即使对电路做出改进,列线的10kΩ下拉电阻增加到100kΩ,150μA的电流也与低功耗单片机活动模式下的功耗相当。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种低功耗键盘及其扫描定位方法,降低键盘的功耗。
一种低功耗键盘,包括控制器单元和矩阵键盘单元,控制器单元中嵌入有程控PWM模块、行线扫描控制模块、中断申请模块,其特征是,包括:
所述的控制器单元可以工作在休眠模式,控制器单元的休眠模式可以由外部中断唤醒进入活动模式,也可以由片内的定时器中断唤醒,进入活动模式;
所述的程控PWM模块由控制器单元控制并可以重复启动,程控PWM模块重新启动时输出高电平;程控PWM单元输出的PWM脉冲高电平宽度在20ms~50ms之间;
所述矩阵键盘单元的行线连接至行线扫描控制模块,控制器单元可以通过行线扫描控制模块将各行线分别控制成高电平、低电平,或者是统一控制成高阻态;
所述矩阵键盘单元的行线同时通过二极管受到程控PWM模块的控制,每一根行线接至一个二极管的阳极,所有二极管的阴极并联后接至程控PWM模块的输出端;
所述矩阵键盘单元的列线分别由上拉电阻接到电源+VCC,同时接至控制器单元的中断申请模块,该中断申请模块同时作为键盘扫描时列线键值的输入接口。
低功耗键盘的电路工作原理是:
控制器单元控制程控PWM模块输出PWM脉冲对矩阵键盘单元的键盘状态进行定期采样后,控制器单元处于休眠模式下。
程控PWM模块输出高电平时,不进行键盘状态采样,矩阵键盘单元不消耗电能;程控PWM模块输出低电平时,对键盘状态进行采样,此时如果没有键被按下,矩阵键盘单元不消耗电能,也不会提出中断申请;此时如果有键被按下,矩阵键盘单元向控制器单元提出中断申请,控制器单元被唤醒并进入活动模式进行键盘扫描定位,确定键盘状态并进行相应的处理,处理完毕,控制器单元再次进入休眠模式。
一种低功耗键盘的扫描定位方法,所述低功耗键盘包括控制器单元和矩阵键盘单元,控制器单元中嵌入有程控PWM模块、行线扫描控制模块、中断申请模块,所述方法通过在控制器单元中运行的程序实现,其特征是,所述的方法包括以下步骤:
A、系统初始化;
B、控制器单元进入休眠模式,等待键盘中断或定时中断信号;
C、键盘中有键按下时,程控PWM模块输出的PWM脉冲下降沿触发键盘中断,或者是所有按键释放后的定时时间到引起定时溢出中断;
D、将现态码从现态码寄存器移至前态码寄存器中;
E、重启程控PWM模块;
F、键盘扫描,获得当前的键盘状态码并存放至现态码寄存器中;
G、控制行线扫描控制模块使行线为高阻态,降低键盘功耗;
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