專利名稱：按鍵裝置及操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種按鍵裝置及操作方法，且特別是有關(guān)于一種按鍵裝置及其按鍵信號的讀取方法。
背景技術(shù)：
目前在按鍵裝置的電路設(shè)計上，是以直接型及矩陣型兩種較為常見。所謂直接型的按鍵裝置，是指將按鍵直接連接至控制器的通用輸入輸出(General purpose Input Output，GPIO)接腳(pin)，并由控制器本身來直接判斷按鍵的狀態(tài)。此種結(jié)構(gòu)雖具有簡單、直接的優(yōu)點(diǎn)，但因每一按鍵都專用一GPIO接腳，當(dāng)需要的按鍵數(shù)量較多時，就會占用許多的GPIO接腳。由于控制器的GPIO接腳有限，故無法將寶貴的GPIO接腳肆無忌憚地浪費(fèi)在按鍵電路上，此為直接型按鍵裝置設(shè)計上的限制。直接型按鍵裝置除了無法應(yīng)用在按鍵數(shù)目較多的電路設(shè)計上，設(shè)計時亦需考慮控制器本身的輸入接腳是否具有中斷(interrupt)功能。若使用的接腳不具中斷功能時，則控制器為了判斷按鍵是否有被觸動，就需要不斷地查詢來監(jiān)控各接腳的狀態(tài)；如此一來，按鍵裝置將占用控制器較高的使用頻寬及資源。
為了節(jié)省GPIO接腳的使用，發(fā)展出矩陣型按鍵裝置。此種按鍵電路系采矩陣方式縱橫布線，每一按鍵系設(shè)置于行列交錯的節(jié)點(diǎn)上，并以掃描的方式將按鍵的狀態(tài)回報給控制器。由于控制器需要持續(xù)掃描按鍵裝置所組成的矩陣狀態(tài)，故控制器本身需要一特定的演算法來配合按鍵矩陣共同運(yùn)作，如此也會造成額外的電力消耗及控制器的資源分配。另一方面，由于矩陣電路的行信號與列信號亦需接至控制器的輸入接腳，其所需要的控制器接腳數(shù)目在一定按鍵數(shù)目之下時并沒有顯著的減少，故矩陣型按鍵裝置通常應(yīng)用于按鍵數(shù)目較多的場合，例如電腦鍵盤等。
在個人數(shù)字助理(Personal Digital Assistant，PDA)的應(yīng)用中，按鍵數(shù)目的設(shè)計需權(quán)衡產(chǎn)品的功能訴求與體積的兼顧；若采用矩陣型電路設(shè)計，所需的控制器GPIO接腳并沒有辦法顯著減少，且控制器不斷掃描按鍵矩陣所造成的電源及系統(tǒng)資源損耗，在強(qiáng)調(diào)電源持續(xù)力的PDA應(yīng)用上是比較難以接受的。若采用直接型電路設(shè)計，由于按鍵必然會占用一定數(shù)量的控制器GPIO接腳。此舉將犧牲其他電路所能使用的接腳數(shù)目，也提高了電路設(shè)計上的難度。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的就是提供一種按鍵裝置及操作方法，以減少控制器GPIO接腳的需求數(shù)目，并降低控制器的電力損耗及資源使用。
根據(jù)本發(fā)明的目的，提出一種按鍵裝置，此裝置的簡述如下按鍵裝置包括并行/串行轉(zhuǎn)換裝置及按鍵模塊，并行/串行轉(zhuǎn)換裝置及按鍵模塊均與控制器耦接。按鍵模塊中各按鍵間是采并行方式配置，按鍵被觸動后，會將一中斷信號饋入控制器。控制器在接收到此中斷信號后會將一驅(qū)動電位饋入按鍵模塊，使按鍵模塊產(chǎn)生一并行信號。控制器令并行/串行轉(zhuǎn)換裝置將并行信號讀入并加以暫存后，即可利用時鐘信號以串行的方式將并行信號讀出，據(jù)以得知按鍵模塊的狀態(tài)。
為讓本發(fā)明的上述目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一優(yōu)選實施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。


圖1為依照本發(fā)明的實施例一所提供的一種按鍵裝置方框圖。
圖2為圖1的按鍵裝置所執(zhí)行的按鍵信號讀取方法流程圖。
圖3為圖1的按鍵裝置的細(xì)部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為依照本發(fā)明的實施例二所提供的一種按鍵裝置方框圖。
標(biāo)號說明11控制器12并行/串行轉(zhuǎn)換裝置15按鍵模塊41控制器42轉(zhuǎn)換電路45按鍵模塊210中斷發(fā)生
220輸出驅(qū)動電位230讀取串行信號240停止按鍵411控制電路415辨識電路KP輸入/輸出接腳DP并行信號LOAD載入信號CLK時鐘信號DATA串行信號A，B，C，D按鍵Vg驅(qū)動電位R電阻INT中斷信號BDP比特數(shù)據(jù)組DV驅(qū)動電位BDS比特數(shù)據(jù)具體實施方式
實施例一請參照圖1，其示出依照本發(fā)明一優(yōu)選實施例所提供的一種按鍵裝置方框圖。按鍵裝置包括并行/串行轉(zhuǎn)換裝置12及按鍵模塊15，用以耦接至電子裝置中的控制器11，此電子裝置例如是個人數(shù)字助理。按鍵模塊15中各按鍵間是采并行方式配置，以兼具擴(kuò)充性及簡易性。按鍵模塊15未被觸動前，控制器11的輸入/輸出接腳KP的功能為一輸入接腳，按鍵模塊15被觸動后，會將一中斷信號饋入輸入/輸出接腳KP?？刂破?1在接收到此中斷信號后會將輸入/輸出接腳KP的功能轉(zhuǎn)換為輸出接腳，并通過輸入/輸出接腳KP將一驅(qū)動電位饋入按鍵模塊15，使按鍵模塊15輸出一并行信號DP。接著，控制器11將載入信號LOAD饋入并行/串行轉(zhuǎn)換裝置12，令并行/串行轉(zhuǎn)換裝置12將并行信號DP讀入并加以暫存。最后控制器11利用時鐘信號CLK將并行/串行轉(zhuǎn)換裝置12中的并行信號DP轉(zhuǎn)換為串行信號DATA讀出，即可依據(jù)串行信號DATA得知按鍵模塊15的狀態(tài)。讀取按鍵信號的方法流程請參照圖2。
當(dāng)按鍵模塊15被觸動后，控制器11便會立即將中斷信號判斷出來(步驟210)，并將驅(qū)動電位饋入按鍵模塊15，令按鍵模塊15產(chǎn)生并行信號DP(步驟220)。接著，將并行信號DP被轉(zhuǎn)換為串行信號DATA后，控制器11即可依據(jù)串行信號DATA來判斷按鍵模塊15的狀態(tài)(步驟230)。若使用者繼續(xù)按鍵，則控制器11將持續(xù)讀取串行信號DATA，否則便將輸入/輸出接腳KP的功能恢復(fù)為輸入接腳，并開放其中斷功能回到步驟210(步驟240)。
接著請參照圖3，其示出按鍵裝置的細(xì)部結(jié)構(gòu)。按鍵模塊15可包括互相并聯(lián)的四個按鍵A，B，C，D，當(dāng)按鍵沒被觸動前，控制器11的輸入/輸出接腳KP具有一高電平(high level)，且輸入/輸出接腳KP的功能為輸入接腳。當(dāng)按鍵A被觸動后，會將輸入/輸出接腳KP的高電平拉下面為低電平(lowlevel)，形成了中斷信號。當(dāng)控制器11自輸入/輸出接腳KP將此中斷信號接收進(jìn)來之后，會將輸入/輸出接腳KP的功能轉(zhuǎn)換為輸出接腳，并利用輸入/輸出接腳KP將驅(qū)動電位Vg饋入按鍵模塊15中。
由于四個按鍵中只有按鍵A被按下，故只有電阻R與輸入/輸出接腳KP間為關(guān)閉(close)狀態(tài)，而連接至按鍵B，C，D的三個電阻與輸入/輸出接腳KP之間均為開啟(open)狀態(tài)。因此，電阻R受驅(qū)動電位Vg所驅(qū)動而具有高電平，其余三個電阻均為低電平，使得按鍵模塊15產(chǎn)生了0001的并行信號(此并行信號對應(yīng)于圖1的并行信號DP)。很明顯地，若按鍵A與按鍵C都被按下，按鍵模塊15將產(chǎn)生0101的并行信號；若所有按鍵均被按下，按鍵模塊15將產(chǎn)生1111的并行信號，故按鍵模塊15的狀態(tài)將可確實反映在并行信號的數(shù)值上。
并行信號產(chǎn)生后，控制器11即可將載入信號LOAD饋入并行/串行轉(zhuǎn)換裝置12，以令并行/串行轉(zhuǎn)換裝置12利用并行的方式將并行信號讀入其內(nèi)的記憶體中暫存。接著控制器11僅需將時鐘信號CLK饋入并行/串行轉(zhuǎn)換裝置12，即可將并行信號依序取出，此即為串行信號DATA。請注意，由于本發(fā)明是利用并行輸入的方式一次將并行信號DP讀入并行/串行轉(zhuǎn)換裝置12中，再利用串行輸出的方式將并行信號DP轉(zhuǎn)換為串行信號DATA陸續(xù)輸出；若使用者同時按數(shù)個按鍵時，依然可以正確判斷出各按鍵的狀態(tài)。
在降低系統(tǒng)資源使用率方面，本發(fā)明所采用的中斷信號產(chǎn)生方式具有極大的好處。因為在按鍵未被觸動前控制器完全不需要理會按鍵模塊，只有當(dāng)使用者按下按鍵時才會產(chǎn)生中斷信號通知控制器，讓控制器開始處理后續(xù)的數(shù)據(jù)輸入及辨識等工作。也就是說，控制器是在收到中斷信號后才需處理按鍵模塊的輸出信號，不需要如傳統(tǒng)作法般時時掃描或詢問鍵盤裝置的狀態(tài)，故可大幅降低對系統(tǒng)資源的需求。
實施例二接著請參照圖4，其示出依照本發(fā)明的實施例二所提供的一種按鍵裝置方框圖。按鍵裝置包括按鍵模塊45、轉(zhuǎn)換電路42、控制電路411及辨識電路415，其中控制電路411及辨識電路415可設(shè)置于微控制器41中。當(dāng)按鍵模塊45中某(或某些)按鍵被按壓時，按鍵模塊45即輸出一低電平的中斷信號INT至控制電路411。當(dāng)控制電路411接收到中斷信號INT后，便會將一高電平的驅(qū)動電位DV饋入轉(zhuǎn)換電路42中，令轉(zhuǎn)換電路42平行地接收由按鍵模塊45產(chǎn)生的比特數(shù)據(jù)組BDP，其中比特數(shù)據(jù)組BDP是對應(yīng)于按鍵模塊45被按壓的狀況，可包括數(shù)個比特數(shù)據(jù)，例如是8個。轉(zhuǎn)換電路42接收比特數(shù)據(jù)組BDP后，控制電路411便可將時鐘信號CLK饋入轉(zhuǎn)換電路42，令轉(zhuǎn)換電路42依據(jù)時鐘信號CLK的時序序列地輸出比特數(shù)據(jù)組BDP的每個比特數(shù)據(jù)；其中由轉(zhuǎn)換電路42序列輸出的比特數(shù)據(jù)可記為比特數(shù)據(jù)BDS。當(dāng)辨識電路415接收到比特數(shù)據(jù)BDS后，即可依據(jù)比特數(shù)據(jù)BDS的數(shù)據(jù)型態(tài)辨識出被按壓的按鍵。
本發(fā)明所提供的按鍵裝置及操作方法具有以下優(yōu)點(diǎn)一、可節(jié)省控制器GPIO接腳的使用。
二、不需以掃描會查詢的方式得知按鍵狀態(tài)，以節(jié)省系統(tǒng)資源。
三、可應(yīng)用于同時按下數(shù)個按鍵的場合。
綜上所述，雖然本發(fā)明已以一優(yōu)選實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何業(yè)內(nèi)人士，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種按鍵裝置，用以裝設(shè)在一電子裝置中，該按鍵裝置包括一按鍵模塊，具有至少一按鍵，其中，當(dāng)該按鍵被按下時，該按鍵模塊可輸出一中斷信號，且接收一驅(qū)動電位，并依據(jù)該驅(qū)動電位輸出與該按鍵相對應(yīng)的一并行信號；一并行/串行轉(zhuǎn)換裝置，耦接至該按鍵模塊，用以接收該并行信號并依據(jù)該并行信號輸出一串行信號；以及一控制器，分別與該按鍵模塊及該并行/串行轉(zhuǎn)接裝置耦接，用以接收該中斷信號，并依據(jù)該中斷信號輸出該驅(qū)動電位，且用以接收該串行信號，并依據(jù)該串行信號判斷該件按鍵模塊的狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的按鍵裝置，其中該控制器包括一輸入/輸出接腳，該按鍵模塊是與該輸入/輸出接腳耦接。
3.如權(quán)利要求1所述的按鍵裝置，其中該電子裝置是個人數(shù)字助理。
4.如權(quán)利要求1所述的按鍵裝置，其中，該按鍵裝置執(zhí)行的按鍵信號的讀取方法是包括以下步驟當(dāng)該按鍵被按下時，該按鍵模塊輸出該中斷信號至該控制器；該控制器依據(jù)該中斷信號輸出該驅(qū)動電位至該按鍵模塊；該按鍵模塊依據(jù)該驅(qū)動電位輸出該并行信號，其中，該并行信號是與該按鍵相對應(yīng)；依據(jù)該并行信號轉(zhuǎn)換為一串行信號；以及該控制器依據(jù)該串行信號判斷該按鍵模塊的狀態(tài)。
5.一種按鍵輸入電路，包括一按鍵模塊，具有至少一按鍵，當(dāng)該按鍵被按壓時，該按鍵模塊輸出一中斷信號，并輸出與該被按壓按鍵相對的一比特數(shù)據(jù)組，其中，該比特數(shù)據(jù)組具有多個比特數(shù)據(jù)；一控制電路，與該按鍵模塊電性連接，依據(jù)該中斷信號輸出一驅(qū)動電位及一時鐘信號；一轉(zhuǎn)換電路，分別與該按鍵模塊及該控制電路電性連接，用以接收該驅(qū)動電位及該時鐘信號，并依據(jù)該驅(qū)動電位平行地接收該些比特數(shù)據(jù)，以依據(jù)該時鐘信號的時序序列地輸出該些比特數(shù)據(jù)；以及一辨識電路，與該轉(zhuǎn)換電路電性連接，用以序列地接收該些比特數(shù)據(jù)，并依據(jù)該些比特數(shù)據(jù)辨識該被按壓按鍵。
6.如權(quán)利要求5所述的按鍵輸入電路，其中，該控制電路及該辨識電路是設(shè)置于一微控制器中。
7.如權(quán)利要求5所述的按鍵輸入電路，其中該中斷信號是為一低電位。
8.如權(quán)利要求5所述的按鍵輸入電路，其中該驅(qū)動電位是為一高電位。
9.如權(quán)利要求5所述的按鍵輸入電路，其中該組比特數(shù)據(jù)具有8個比特。
10.一種按鍵檢測方法，用于一按鍵輸入電路，該按鍵輸入電路至少包括具有至少一按鍵的一按鍵模塊、一轉(zhuǎn)換電路及一微控制器，該按鍵輸入方法包括當(dāng)該按鍵被按壓時，該按鍵模塊輸出一比特數(shù)據(jù)組，其中，該比特數(shù)據(jù)組是與該被按壓按鍵相對應(yīng)，且該比特數(shù)據(jù)組具有多個比特數(shù)據(jù)；該些比特數(shù)據(jù)平行地輸入至該轉(zhuǎn)換電路，并序列地自該轉(zhuǎn)換電路輸出；以及該些比特數(shù)據(jù)序列地輸入至該微控制器，該微控制器依據(jù)該些比特數(shù)據(jù)辨識該被按壓按鍵。
全文摘要
一種按鍵裝置，包括并行/串行轉(zhuǎn)換裝置及按鍵模塊，并行/串行轉(zhuǎn)換裝置及按鍵模塊均與控制器耦接。按鍵模塊中各按鍵間系采并行方式配置，按鍵被觸動后，會將一中斷信號饋入控制器?？刂破髟诮邮盏酱酥袛嘈盘柡髸⒁或?qū)動電位饋入按鍵模塊，使按鍵模塊產(chǎn)生一并行信號。控制器令并行/串行轉(zhuǎn)換裝置將并行信號讀入并加以暫存后，即可利用時鐘信號以串行的方式將并行信號讀出，據(jù)以得知按鍵模塊的狀態(tài)。
文檔編號G06F3/02GK1493959SQ02146960
公開日2004年5月5日 申請日期2002年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月29日
發(fā)明者彭昱鈞, 何紹鈞, 葉西城, 徐志銘 申請人:宏達(dá)國際電子股份有限公司