專利名稱：薄膜式鍵盤掃描電路及其掃描方法和鍵盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄膜式鍵盤掃描電路及其掃描方法和鍵盤。
背景技術(shù)：
目前市場上主要使用的都是薄膜式開關(guān)鍵盤。薄膜式鍵盤架構(gòu)簡單，除了上下蓋、 鍵帽之外，鍵盤內(nèi)部還包括橡膠帽、三片薄電路板以及電路板上的芯片。薄膜上面有導(dǎo)電的印刷涂料。三片薄膜中，最上方一層為開關(guān)的一個端點， 最下方一層為開關(guān)的另一個端點， 而中間為不導(dǎo)電的塑料片，對應(yīng)按鍵的位置由一個個挖空的圓孔。使用時，在上方放按壓模塊(通常包括鍵帽、鍵帽下方活動模塊，以及橡膠帽)，當手指從鍵帽壓下時，上方與下方薄膜就會接觸通電，形成開關(guān)閉合；手指抬起時，上方與下方薄膜就會斷開，即開關(guān)斷開。鍵盤內(nèi)部電路板上的鍵盤控制芯片負責鍵盤按鍵掃描，鍵盤控制芯片的工作電壓一般為5V，芯片掃描到按鍵后，經(jīng)過編碼，發(fā)送給電腦主機。鍵盤掃描矩陣如圖IA所示，常規(guī)鍵盤的芯片一般具有18個行掃描端口(CO C17)，8個列掃描端口(P0 P7)，端口與鍵盤芯片的連接關(guān)系如圖IB所示。芯片工作時，18個行掃描端口依次輸出低電平，如圖2所示，8個列掃描端口每個端口均有一個上拉電阻，如果有按鍵按下，則相應(yīng)的列掃描端口接受到相應(yīng)的低電平，即可判斷是否發(fā)生了按鍵。行掃描端口 CO C17為帶上拉電阻的輸入輸出雙向端口，如圖3所示，掃描時輸出低電平和高阻，輸出高阻時，通過上拉電阻將行掃描端口上拉為高電平，掃描波形如圖2 所示。列掃描端口 PO P7為輸入端口，如圖4所示，端口接上拉電阻，阻值約為10千歐 50千歐之間，輸入端口的有效輸入低電平一般為IV，有效輸入高電平一般為2V，輸入電平窗口由施密特電路實現(xiàn)。為了降低鍵盤制造的成本，采用碳粉印刷的薄膜比銀漿印刷的薄膜具有一定成本優(yōu)勢，但是由于碳粉印刷會造成掃描線電阻的增加，銀漿印刷的掃描線阻抗一般小于5K歐姆，而碳粉印刷的掃描線的阻抗會達到200K歐以上。所以采用傳統(tǒng)的適合銀漿印刷的端口掃描電路和掃描方式不能滿足使用碳粉印刷的薄膜鍵盤的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種薄膜式鍵盤掃描電路及其掃描方法和鍵盤，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中適合銀漿印刷的端口掃描電路和掃描方式不能滿足使用碳粉印刷的薄膜鍵盤的要求的問題。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種薄膜式鍵盤掃描電路，并通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)一種薄膜式鍵盤掃描電路，既適用于銀漿印刷薄膜鍵盤也適用于碳粉印刷薄膜鍵盤，鍵盤掃描電路包括列掃描端口電路，包括第一支路，包括相互串聯(lián)的第一開關(guān)和第一上拉電阻；第二支路，與第一支路并聯(lián)于第一節(jié)點和第二節(jié)點之間，包括相互串聯(lián)的第二開關(guān)和第二上拉電阻，其中，第一節(jié)點與電源電壓相連接；第三支路，包括相互串聯(lián)的第一輸入電平控制電路和第三開關(guān)；以及第四支路，與第三支路并聯(lián)于第三節(jié)點和第四節(jié)點之間，包括相互串聯(lián)的第二輸入電平控制電路和第四開關(guān)，其中，第三節(jié)點用于作為所述列掃描端口電路的輸出端口；其中，第二節(jié)點和第四節(jié)點連接于信號輸入端口，第一支路和第三支路共同構(gòu)成第一選擇支路，第二支路和第四支路共同構(gòu)成第二選擇支路；行掃描端口電路，包括第五開關(guān)連接于電源電壓和行掃描端口電路的輸出端口之間；以及第六開關(guān)，第一端連接地線，第二端連接于行掃描端口電路的輸出端口。進一步地，行掃描端口電路還包括第三上拉電阻，與第五開關(guān)并聯(lián)。進一步地，輸入電平控制電路為以下電路之一施密特電路、比較器電路、反相器電路以及緩沖器電路。進一步地，第一上拉電阻的阻值范圍為500K-2M歐姆。進一步地，第一輸入電平控制電路控制輸入端口(P端口)的最高的有效輸入低電平為1. 5V 3V。進一步地，第二輸入電平控制電路控制輸入端口(P端口)的最高的有效輸入低電平為0. 5V 2V。 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種鍵盤，該鍵盤包括上述的鍵盤掃描電路。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種薄膜式鍵盤掃描電路的掃描方法，包括判斷薄膜式鍵盤采用碳粉印刷薄膜還是銀粉印刷薄膜；根據(jù)判斷結(jié)果，選擇與薄膜對應(yīng)的掃描電路；以及通過掃描電路對薄膜式鍵盤進行掃描。進一步地，通過掃描電路對薄膜式鍵盤進行掃描包括在鍵盤采用碳粉印刷薄膜時，控制列掃描端口電路中的第一選擇支路處于閉合狀態(tài)，控制列掃描端口電路中的第二選擇支路處于斷開狀態(tài)；對行掃描端口電路中的各行掃描端口，依次重復(fù)執(zhí)行單個行掃描端口的控制過程，單個行掃描端口的控制過程為控制第五開關(guān)閉合，第六開關(guān)斷開，并保持時間Tl ；控制第五開關(guān)斷開，第六開關(guān)閉合，并保持時間t ；以及控制第五開關(guān)斷開，第六開關(guān)斷開；其中，Tl與t是常量。進一步地，通過掃描電路對薄膜式鍵盤進行掃描包括在鍵盤采用銀漿印刷薄膜時，控制所述列掃描端口電路中的所述第一選擇支路處于斷開狀態(tài)，控制所述列掃描端口電路中的所述第二選擇支路處于閉合狀態(tài)；對所述行掃描端口電路中各行掃描端口，依次執(zhí)行單個行掃描端口的控制過程。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是采用傳統(tǒng)的適合銀漿印刷的端口掃描電路和掃描方式不能滿足使用碳粉印刷的薄膜鍵盤的要求，而采用本發(fā)明所提供的薄膜式鍵盤掃描電路能夠同時適用于銀漿印刷薄膜鍵盤和碳粉印刷薄膜鍵盤。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中圖IA是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的鍵盤掃描矩陣原理圖；圖IB是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的鍵盤掃描矩陣和鍵盤掃描電路的連接原理圖；圖2是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的行掃描端口掃描波形示意圖；圖3是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的行掃描端口電路結(jié)構(gòu)示意圖4是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的列掃描端口電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是根 據(jù)本發(fā)明實施例的行掃描端口電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的列掃描端口電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的薄膜式鍵盤行掃描方法的流程圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例的單個行掃描端口的波形示意圖；以及圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例的行掃描端口掃描波形示意圖。
具體實施例方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的列掃描端口電路結(jié)構(gòu)示意圖。一種薄膜式鍵盤掃描電路，既可適用于銀漿印刷薄膜鍵盤，也可以適用于碳粉印刷薄膜鍵盤，該鍵盤掃描電路包括括列掃描端口電路，參見圖6所示，該列掃描端口電路包括第一支路，包括相互串聯(lián)的第一開關(guān)Kl和第一上拉電阻Rl ；第二支路，與第一支路并聯(lián)于第一節(jié)點和第二節(jié)點之間，包括相互串聯(lián)的第二開關(guān)ΚΓ和第二上拉電阻R1’，其中，第一節(jié)點與電源電壓VDD相連接；第三支路，包括相互串聯(lián)的第一輸入電平控制電路Wl和第三開關(guān)K2 ；以及第四支路，與第三支路并聯(lián)于第三節(jié)點和第四節(jié)點之間，包括相互串聯(lián)的第二輸入電平控制電路W1’和第四開關(guān)K2’，其中，第三節(jié)點用于做為列掃描端口電路的輸出端口，列掃描端口電路的輸出端口產(chǎn)生的信號將經(jīng)過處理電路處理后送入PC;其中，第二節(jié)點和第四節(jié)點連接于信號輸入端口，接收鍵盤矩陣產(chǎn)生的信號輸入列掃描端口電路， 第一支路和第三支路共同構(gòu)成第一選擇支路，第二支路和第四支路共同構(gòu)成第二選擇支路。圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例中行掃描端口電路結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖5所示，行掃描端口電路包括第五開關(guān)53，連接于電源電壓VDD和行掃描端口電路的輸出端口之間，該輸出端口提供行掃描時序；以及第六開關(guān)55，該第六開關(guān)55 的第一端連接地線，第二端連接行掃描端口電路的輸出端口。優(yōu)選地，行掃描端口電路還包括第三上拉電阻51，第三上拉電阻51與第五開關(guān)53 并聯(lián)。在本實施例的技術(shù)方案中，采用不同阻抗的材料印刷的薄膜，可以滿足不同用戶的需求。優(yōu)選地，第一上拉電阻Rl的阻值范圍為500K-2M歐姆；對于傳統(tǒng)銀漿鍵盤，采用傳統(tǒng)的鍵盤掃描電路，例如電源電壓為5V，列掃描端口上拉電阻為20K，銀漿薄膜上的導(dǎo)線電阻小于2K，輸入有效低電平為IV，行掃描端口輸出低電平時，由于銀漿導(dǎo)線電阻和列掃描端口上拉電阻會形成分壓，在列掃描端口接收到的電平約為0. 46V，小于輸入端口的有效低電平閾值，所以列掃描端口能夠正確接收到低電平。對于碳膜印刷的鍵盤，如果采用傳統(tǒng)的鍵盤掃描電路，電源電壓為5V，列掃描端口上拉電阻為20K，碳粉薄膜上的導(dǎo)線電阻小于 300K,輸入有效低電平為IV，行掃描端口輸出低電平時，碳粉印刷的導(dǎo)線會和列掃描端口上拉電阻會形成分壓，在列掃描端口接收到的電平約為4. 7V，大于輸入端口的有效低電平閾值，所以列掃描端口不能正確接收到低電平。對于碳膜印刷的鍵盤，如果采用改進的鍵盤掃描電路，電源電壓為5V，列掃描端口上拉電阻為IM歐，碳粉薄膜上的導(dǎo)線電阻小于300K歐， 輸入有效低電平為2V，行掃描端口輸出低電平時，碳粉印刷的導(dǎo)線會和列掃描端口上拉電阻會形成分壓，在列掃描端口接收到的平約為1. 15V，小于輸入端口的有效低電平閾值，所以列掃描端口能夠正確接收到低電平。由于碳粉印刷導(dǎo)線的阻抗很大，可以保持良好的抗干擾特性。對 于銀漿印刷的鍵盤，采用改進的鍵盤掃描電路，可以通過開關(guān)選擇與傳統(tǒng)鍵盤掃描電路相同行掃描端口的電阻和有效輸入低電平閾值。優(yōu)選地，第一輸入電平控制電路控制輸入端口(P端口)的最高的有效輸入低電平為VI，其中，Vl的電壓范圍為1.5V 3V之間，第二上拉電阻的阻值范圍為5K 50K歐姆； 第二輸入電平控制電路的最高的有效輸入低電平為V3，V3的電壓范圍在0. 5V 2V之間。優(yōu)選地，輸入電平控制電路可以通過施密特電路、比較器電路、反相器電路以及緩沖器電路等來實現(xiàn)對輸入電平的控制。圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例中薄膜式鍵盤行掃描方法的流程圖。參見圖7所示，一種薄膜式鍵盤掃描電路的掃描方法，包括a，判斷薄膜式鍵盤掃描電路是碳粉印刷薄膜還是銀粉印刷薄膜；b，根據(jù)判斷結(jié)果，選擇對應(yīng)的掃描電路；以及 c，通過掃描電路對薄膜式鍵盤進行掃描。優(yōu)選地，判斷結(jié)果可以是bl，銀漿印刷薄膜，或b2，碳粉印刷薄膜。優(yōu)選地，通過掃描電路對薄膜式鍵盤進行掃描包括在薄膜式鍵盤掃描電路為碳粉印刷薄膜時，控制第一選擇支路處于閉合狀態(tài)，第二選擇支路處于斷開狀態(tài)；以及在薄膜式鍵盤掃描電路為銀粉印刷薄膜時，控制第二選擇支路處于閉合狀態(tài)，第一選擇支路處于斷開狀態(tài)。在本實施例中，優(yōu)選施密特電路作為輸入電平控制電路。具體的，在采用碳粉印刷薄膜的鍵盤中，在列掃描端口電路中第一開關(guān)Kl和第三開關(guān)K2閉合，第二開關(guān)ΚΓ與第四開關(guān)K2，斷開，即選擇第一上拉電阻Rl作為輸入端口(P端口)的上拉電阻，選擇第一施密特電路Wl控制輸入端口的閾值。第一上拉電阻的阻值范圍為500K-2M歐姆；第一施密特電路控制輸入端口(P端口) 的最高的有效輸入低電平為VI，Vl的電壓范圍為1.5V 3V之間。在行掃描端口電路中第五開關(guān)53閉合，第六開關(guān)55斷開，使行掃描端口輸出低電平，保持時間為Tl， Tl為40uS，然后第五開關(guān)53斷開，第六開關(guān)55閉合，使行掃描端口輸出高電平，保持時間為Ut為10uS，然后第六開關(guān)斷開55，第五開關(guān)斷開53，使行掃描端口通過上拉電阻保持在高電平狀態(tài)。以上完成了單個端口的一次掃描輸出，掃描波形如圖8所示，圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例中單個行掃描端口的波形示意圖。各行掃描端口依次重復(fù)以上過程，完成所有行掃描端口的一次掃描輸出。再依次重復(fù)各行掃描端口的掃描輸出過程，掃描波形如圖9所示，圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例中行掃描端口掃描波形示意圖。當有按鍵按下時，列掃描端口會接收到相應(yīng)的低電平，并將信號發(fā)送給鍵盤掃描控制電路，經(jīng)過編碼后發(fā)送給電腦主機。在采用銀漿印刷薄膜的鍵盤中，列掃描端口電路中第二開關(guān)K1，和第四開關(guān)K2，閉合，第一開關(guān)Kl與第三開關(guān)K2斷開，即選擇第二上拉電阻作R1’為輸入端口(P端口)的上拉電阻，選擇第二施密特電路控制輸入端口的閾值。第二上拉電阻的阻值范圍為5K-50K歐姆；第二施密特電路控制輸入端口(P端口)的最高的有效輸入低電平為VI，Vl的電壓范圍為0. 5V 2V之間。掃描端口中，第五開關(guān)53閉合，第六開關(guān)55斷開，使行掃描端口輸出低電平，保持時間為Tl，然后第五開關(guān)53斷開，第六開關(guān)55閉合，使行掃描端口輸出高電平，保持時間為t，然后第六開關(guān)55斷開，第五開關(guān)53斷開，使行掃描端口通過上拉電阻保持在高電平狀態(tài)。以上完成了單個端口的一次掃描輸出。各行掃描端口依次重復(fù)以上過程，完成所有行掃描端口的一次掃描輸出。再依次重復(fù)各行掃描端口的掃描輸出過程。當有按鍵按下時， 列掃描端口會接收到相應(yīng)的低電平，并將信號發(fā)送給鍵盤掃描控制電路，經(jīng)過編碼后發(fā)送給電腦主機?？梢钥闯?，為了降低鍵盤制造的成本，采用碳粉印刷的薄膜比銀漿印刷的薄膜具有一定成本優(yōu)勢，但是由于碳粉印刷會造成掃描線電阻的增加，銀漿印刷的掃描線阻抗一般小于5K歐姆，而碳粉印刷的掃描線的阻抗會達到200K歐姆以上。所以采用傳統(tǒng)的適合銀漿印刷的端口掃描電路和掃描方式不能滿足使用碳粉印刷的薄膜鍵盤的要求；因此通過本發(fā)明的電路，解決了適應(yīng)碳粉印刷的薄膜鍵盤，同時兼容銀漿印刷的薄膜鍵盤的問題。本發(fā)明實施例還提供了一種鍵盤，該鍵盤包括本發(fā)明實施例所提供的任意一種鍵盤掃描電路。通過以上描述可以看出，本發(fā)明所提供的鍵盤掃描電路的鍵盤既可以采用 銀漿印刷薄膜，也可以采用碳粉印刷薄膜，因而，相對于傳統(tǒng)的銀漿印刷薄膜式鍵盤多了一種選擇。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種薄膜式鍵盤掃描電路，既適用于銀漿印刷薄膜鍵盤也適用于碳粉印刷薄膜鍵盤，其特征在于，所述鍵盤掃描電路包括列掃描端口電路和行掃描端口電路，其中，所述列掃描端口電路，包括第一支路，包括相互串聯(lián)的第一開關(guān)和第一上拉電阻；第二支路，與所述第一支路并聯(lián)于第一節(jié)點和第二節(jié)點之間，包括相互串聯(lián)的第二開關(guān)和第二上拉電阻，其中，所述第一節(jié)點與電源電壓相連接；第三支路，包括相互串聯(lián)的第一輸入電平控制電路和第三開關(guān)；以及第四支路，與所述第三支路并聯(lián)于第三節(jié)點和第四節(jié)點之間，包括相互串聯(lián)的第二輸入電平控制電路和第四開關(guān)，其中，所述第三節(jié)點作為所述列掃描端口電路的輸出端口 ；其中，所述第二節(jié)點和所述第四節(jié)點連接于所述列掃描端口電路的信號輸入端口，所述第一支路和所述第三支路共同構(gòu)成第一選擇支路，所述第二支路和所述第四支路共同構(gòu)成第二選擇支路；所述行掃描端口電路，包括第五開關(guān)，連接于所述電源電壓和所述行掃描端口電路的輸出端口之間；以及第六開關(guān)，第一端連接地線，第二端連接于所述行掃描端口電路的輸出端口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜式鍵盤掃描電路，其特征在于，所述行掃描端口電路還包括第三上拉電阻，與所述第五開關(guān)并聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜式鍵盤掃描電路，其特征在于，所述輸入電平控制電路為以下電路之一施密特電路、比較器電路、反相器電路以及緩沖器電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜式鍵盤掃描電路，其特征在于，所述第一上拉電阻的阻值范圍為500K-2M歐姆。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜式鍵盤掃描電路，其特征在于，第一輸入電平控制電路的最高有效輸入低電平為1. 5V 3V之間；第二輸入電平控制電路的最高有效輸入低電平為0. 5V 2V之間。
6.一種鍵盤，其特征在于，包括權(quán)利要求1至5中任一項所述的薄膜式鍵盤掃描電路。
7.一種薄膜式鍵盤掃描電路的掃描方法，所述薄膜式鍵盤掃描電路為上述權(quán)利要求 1-5中任一項所述的薄膜式鍵盤掃描電路，其特征在于，包括判斷所述薄膜式鍵盤中采用的薄膜的類型； 根據(jù)判斷結(jié)果，選擇與所述薄膜對應(yīng)的掃描電路；以及通過所述掃描電路對所述薄膜式鍵盤進行掃描。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的掃描方法，其特征在于，在所述薄膜為碳粉印刷薄膜時，通過所述掃描電路對所述薄膜式鍵盤進行掃描包括控制所述列掃描端口電路中的所述第一選擇支路處于閉合狀態(tài)，控制所述列掃描端口電路中的所述第二選擇支路處于斷開狀態(tài)；對所述行掃描端口電路中的各行掃描端口，依次重復(fù)執(zhí)行單個行掃描端口的控制過程，其中，所述單個行掃描端口的控制過程為控制所述第五開關(guān)閉合，所述第六開關(guān)斷開，并保持時間T1 ；控制所述第五開關(guān)斷開， 所述第六開關(guān)閉合，并保持時間t ；以及控制所述第五開關(guān)斷開，所述第六開關(guān)斷開；其中，T1與{是常量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的掃描方法，其特征在于，在所述薄膜為銀漿印刷薄膜時，通過所述掃描電路對所述薄膜式鍵盤進行掃描包括控制所述列掃描端口電路中的所述第一選擇支路處于斷開狀態(tài)，控制所述列掃描端口電路中的所述第二選擇支路處于閉合狀態(tài)；以及對所述行掃描端口電路中各行掃描端口，依次重復(fù)執(zhí)行所述單個行掃描端口的控制過程。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種薄膜式鍵盤掃描電路、及其掃描方法和鍵盤，即可適用于銀漿印刷薄膜的鍵盤掃描電路，也可以適用碳粉印刷薄膜的鍵盤掃描電路，其中，該鍵盤掃描電路的列掃描端口電路包括第一選擇支路和第二選擇支路，第一選擇支路對應(yīng)碳粉印刷薄膜使用，第二選擇支路對應(yīng)銀漿印刷薄膜使用；行掃描端口電路包括第三上拉電阻；第五開關(guān)，與第三上拉電阻并聯(lián)于電源電壓和輸出端口之間；以及第六開關(guān)，第一端連接地線，第二端連接信號提供端。本發(fā)明的有益效果是既可適用銀漿印刷薄膜，也可適用碳粉印刷薄膜，與單純的使用銀粉印刷薄膜相比，采用碳粉印刷的薄膜比銀漿印刷的薄膜具有一定成本優(yōu)勢，降低了鍵盤制造的成本。
文檔編號H03M11/20GK102185613SQ20111009386
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月14日
發(fā)明者李志謙 申請人:北京希格瑪和芯微電子技術(shù)有限公司