CN112073070A

CN112073070A - 一种分时动态变换键位扫描方法及系统

Info

Publication number: CN112073070A
Application number: CN202011000262.XA
Authority: CN
Inventors: 徐千朗悦; 黄宏章; 冯秋雄
Original assignee: Junkaidi Technology Shenzhen Co ltd
Current assignee: Junkaidi Technology Shenzhen Co ltd
Priority date: 2020-09-22
Filing date: 2020-09-22
Publication date: 2020-12-11
Anticipated expiration: 2040-09-22
Also published as: CN112073070B

Abstract

本发明提供一种分时动态变换键位扫描方法及系统，所述分时动态变换键位扫描方法包括以下步骤：步骤S1，配置分时动态变换键盘中的一个IO口输出低电平，其它IO口为输入端口；步骤S2，依次扫描输入端口的高低电平状态，实时判断是否有输入端口为低电平，若是则跳转至步骤S3，若否则返回步骤S1；步骤S3，判断是否在同一时间有两个或两个以上的输入端口为低电平，若否则跳转至步骤S4，若是则返回步骤S1；步骤S4，读取输出低电平的输出端口J和输入端口K，计算对应按键的列数位置和行数位置。本发明有效避免了键位判断错误的问题，降低了生产成本，提高了键位扫描的准确性和实效性，能够很好地满足工业产品应对大信息数据的需求。

Description

一种分时动态变换键位扫描方法及系统

技术领域

本发明涉及一种键位扫描方法，尤其涉及一种分时动态变换键位扫描方法，并涉及包括了该分时动态变换键位扫描方法的分时动态变换键位扫描系统。

背景技术

现有电路中的键位扫描电路多种多样，花样百出，有分压式AD转换的、有比较器电路的、也有使用行列扫描方式，不但结构复杂功能复杂，往往采用复杂电路结构的驱动电路来完成多种功能的键位扫描功能，而且占用很多IO资源，这样一方面成本会比较高，同时，电路结构和算法复杂化后，会带来一些不稳定的因素，给产品带来隐形的风险，增加测试的成本，降低了产品的合格率。

现在的带键位的产品功能越来越复杂，需求的按键也越来越多，现有的技术，键盘电路使用的IO比较多，需要的管脚就比较多，成本较高。随着竞争越来越激烈，各厂商绞尽脑汁的减少IO口，希望能够合理降低产品成本，为此，我司也研发过新型的键位扫描电路，但是，随之而来也会面临了新的问题，即如何在实现减少IO口数量的基础上，实现更为准确和快速的键位扫描，以便应对工业产品对大信息数据的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是需要提供一种能够提高键位扫描准确性和实效性的分时动态变换键位扫描方法，还进一步提供包括了该分时动态变换键位扫描方法的分时动态变换键位扫描系统。

对此，本发明提供一种分时动态变换键位扫描方法，包括以下步骤：

步骤S1，配置分时动态变换键盘中的一个IO口输出低电平，其它IO口为输入端口；

步骤S2，依次扫描输入端口的高低电平状态，实时判断是否有输入端口为低电平，若是则跳转至步骤S3，若否则返回所述步骤S1，配置分时动态变换键盘中的下一个IO口输出低电平，其它IO口为输入端口；

步骤S3，判断是否在同一时间有两个或两个以上的输入端口为低电平，若否则跳转至步骤S4，若是则返回所述步骤S1，配置分时动态变换键盘中的下一个IO口输出低电平，其它IO口为输入端口；

步骤S4，读取输出低电平的输出端口J和输入端口K，并通过输出端口J和输入端口K计算对应按键的列数位置和行数位置，其中，J为当前输出低电平的输出端口编号，K为输出端口J在输出低电平时所检测到的低电平的输入端口编号。

本发明的进一步改进在于，所述步骤S4通过公式L=((K+N-2)%N)+1计算按键的列数位置L，其中，N为IO口的总数，%为模余运算符。

本发明的进一步改进在于，所述步骤S4通过公式H=((((N-J)%N)+L)%N)+1计算按键的行数位置H。

本发明的进一步改进在于，当所述IO口的总数大于或等于4时，所述步骤S1包括以下子步骤：

步骤S101，先配置IO口A1至IO口An为输入端口，单独配置IO口A1输出低电平，然后跳转至步骤S2中依次扫描IO口A2至IO口An，n为最后一个IO口的序号；

步骤S102，在没有输入端口为低电平或同时有多个输入端口为低电平时，返回配置IO口A1至IO口An为输入端口，单独配置IO口A2输出低电平，然后跳转至步骤S2中依次扫描IO口A1、IO口A3至IO口An；

步骤S103，在没有输入端口为低电平或同时有多个输入端口为低电平时，返回配置IO口A1至IO口An为输入端口，单独配置IO口A3输出低电平，然后跳转至步骤S2中依次扫描IO口A1、IO口A2、IO口A4至IO口An；

步骤S104，返回重复上述步骤，一直循环到单独配置IO口An输出低电平，然后跳转至步骤S2中依次扫描IO口A1至IO口An-1。

本发明的进一步改进在于，所述步骤S3中，在不同时间段的分别出现输入端口为低电平时，跳转至所述步骤S4进行列数位置和行数位置的计算。

本发明的进一步改进在于，所述步骤S4中，根据当前时间段的输出低电平的输出端口J和输入端口K进行列数位置和行数位置的计算，然后切换至下一个输入端口为低电平所对应的时间段，并读取新的输入端口K进行下一个键位的列数位置和行数位置计算，依此重复。

本发明的进一步改进在于，所述n为5。

本发明的进一步改进在于，在所述步骤S2中，依次扫描输入端口的高低电平状态，并记录其动态扫描的时序图，当输入端口为低电平时，标识该输入端口的序号。

本发明还提供一种分时动态变换键位扫描系统，包括了分时动态变换键盘以及如上所述的分时动态变换键位扫描方法，所述分时动态变换键盘为一线式的分时动态变换键盘，电源VCC分别通过上拉电阻连接至一一对应的IO口，多个IO口之间并联连接，所述分时动态变换键盘采用了所述分时动态变换键位扫描方法实现键位扫描。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过自主设计的分时动态变换键位扫描方法，能够快速响应分时动态变换键盘的按键信息，并且，在能够满足了一线式连接需求且快速响应的基础上，还有效避免了键位判断错误的问题，降低了生产成本，提高了键位扫描的准确性和实效性，能够很好地满足工业产品应对大信息数据的需求。

附图说明

图1是本发明一种实施例的工作流程示意图；

图2是本发明一种实施例的分时动态变换键盘的电路原理图；

图3是本发明一种实施例的动态键位扫描时序示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。

如图1所示，本例提供一种分时动态变换键位扫描方法，包括以下步骤：

步骤S3，判断是否在同一时间有两个或两个以上（即多个）的输入端口为低电平，若否则跳转至步骤S4，若是则返回所述步骤S1，配置分时动态变换键盘中的下一个IO口输出低电平，其它IO口为输入端口；

在实际应用中，可以先搭建好分时动态变换键盘，如图2所示，当然，图2所示的是优选的5*5的分时动态变换键盘，应用时可以根据实际需求调整为3*3或4*4等不同规格的分时动态变换键盘，分时动态变换键盘包括N个IO口，分别命名为A1、A2，……，An, ，n为最后一个IO口的序号，如所述n为5，就代表共有5个IO口。

每一个IO口都会动态切换为输出端口和输入端口，如依次动态变换为一个输出低电平其它为输入端口，每一次动态变换均配置唯一的输出端口，并对应扫描相应的其它输入端口，即每一个IO口均与分时动态变换键盘中的多个按键连接，当输入端口在没有按键按下时由上拉电阻维持为高电平，当有按键按下时，每一组按键一一对应相应的输入端口会为改变为低电平，通过判断相应输入端口是否为低电平可定位出该键位是否被按下；但是在实际应用中，因为每一个IO口连接的不止一个按键，而是一组，如果没有合适的算法以及相应的键位扫描方法，就会出现误判、出错以及响应速度慢等问题。

因此，首先，本例在所述步骤S2判断有输入端口为低电平的基础上，还通过所述步骤S3判断是否在同一时间有两个或两个以上的输入端口为低电平，若否才跳转至步骤S4，进而能够避免误触或误判的问题；加之，本例还针对性地通过所述步骤S4通过公式L=((K+N-2)%N)+1计算按键的列数位置L，其中，N为IO口的总数，%为模余运算符，在计算出列数位置L的基础上，每一列也有多个按键，本例所述步骤S4通过公式H=((((N-J)%N)+L)%N)+1计算按键的行数位置H，进而能够快速且准确地定位到按键的列数位置和行数位置，再进一步保证了键位扫描的准确性，计算公式简单有效，不涉及复杂的多次方等计算，实效性能高。

当所述IO口的总数大于或等于4时（优选n=5），所述步骤S1包括以下子步骤：

步骤S104，返回重复上述步骤，一直循环到单独配置IO口An输出低电平，然后跳转至步骤S2中依次扫描IO口A1至IO口An-1。重复循环执行上述步骤，就能不断地实现对分时动态变换键盘的扫描。

本例首先配置IO口A1至IO口An为输入端口，因为一线式的连接方式，这样的配置更为合理、有效且快捷，然后再单独配置IO口A1输出低电平作为输出口，其它IO口为输入口执行步骤S2及其后续跳转和扫描；接着还是先配置IO口A1至IO口An为输入端口，然后再单独配置IO口A2输出低电平作为输出口，其它IO口为输入口执行步骤S2及其后续跳转和扫描，……以此类推和循环，进而能够很好地实现动态扫描，且稳定可靠。

如图3所示，本例所述步骤S3中，在不同时间段的分别出现输入端口为低电平时，跳转至所述步骤S4进行列数位置和行数位置的计算。值得说明的是，这里不同于最开始步骤S3所需要判断是否在同一时间有两个或两个以上的输入端口为低电平的操作，判断是否在同一时间有两个或两个以上的输入端口为低电平是为了实现避免误触或误判，而这里的在不同时间段的分别出现输入端口为低电平时则是为了快速响应不同时间段的按键；如图3所示，在IO口A1动态输出低电平时，如果IO口A2、IO口A3、IO口An上分别的在第一轮、第二轮、第n轮时；出现不同时间段的低电平，此时说明不同时间段有两个或多个按键发生，按照键位定位算法公式，则通用通过前面所述的计算公式来实现其计算：L=((K+N-2)%N)+1 ；H=((((N-J)%N)+L)%N) +1。

这种情况下，本例所述步骤S4中，根据当前时间段的输出低电平的输出端口J和输入端口K进行列数位置和行数位置的计算，然后切换至下一个输入端口为低电平所对应的时间段，并读取新的输入端口K进行下一个键位的列数位置和行数位置计算，依此重复。

假设N=5，其中J=1，K=2、3、n（n为第n个IO口），则有：

IO口A2检测到低电平时的键位的列数与行数分别为：列数位置L=((K+N-2)%N)+1=((2+5-2)%5)+1=1；行数位置H=((((N-J)%N)+L)%N)+1= ((((5-1)%5)+1)%5)+1=1；列数位置指的是列的序号，行数位置指的是行的序号，即IO口A2检测到低电平时的键位为第1列第1行。

IO口A3检测到低电平时的键位的列数与行数分别为：列数位置L= ((K+N-2)%N)+1= ((3+5-2)%5)+1=2；行数位置H=((((N-J)%N)+L)%N) +1= ((((5-1)%5)+2)%5)+1=2，即IO口A3检测到低电平时的键位为第2列第2行。

IO口An检测到低电平时的键位的列数与行数分别为：列数位置L= ((K+N-2)%N)+1=((n+3)%5)+1；行数位置H=((((N-J)%N)+L)%N) +1= ((((5-n)%5)+ (((n+ 3)%5)+1))%5)+1。

同理，若IO口A2动态输出，在IO口A3、IO口An上分别出现不同时间段的低电平，此时说明不同时间段有两个按键发生，假设N=7，J=2，K=3、n（n为第n个IO口），按照步骤S4的键位扫描计算方式，则有：

IO口A3检测到低电平时的键位的列数与行数分别为：列数位置L=((K+N-2)%N)+1=((3+7-2)%7)+1=2；行数位置H= ((((N-J)%N)+L)%N)+1= ((((7-2)%7)+2)%7)+1=1，即IO口A3检测到低电平时的键位为第2列第1行。

IO口An检测到低电平时的键位的列与行数分别为：列数位置L= ((K+N-2)%N)+1=((n+5)%7)+1；行数位置H=((((N-J)%N)+L)%N) +1= ((((7-n)%7)+ (((n+5)%7)+1))%7)+1。

那么，明显的，本例通过自主设计的分时动态变换键位扫描方法，能够快速响应分时动态变换键盘的按键信息，在能够满足了一线式连接需求且快速响应的基础上，还有效避免了键位判断错误的问题，降低了生产成本，提高了键位扫描的准确性和实效性，能够很好地满足工业产品应对现在大级别的信息数据的需求。

优选的，本例在所述步骤S2中，依次扫描输入端口的高低电平状态，并记录其动态扫描的时序图，当输入端口为低电平时，标识该输入端口的序号，即记录输入端口K的数值，那么，在后续进行跳转和计算的时候，就可以通过该标识快速实现，有利于再进一步提高其响应速度。

本例还提供一种分时动态变换键位扫描系统，包括了分时动态变换键盘以及如上所述的分时动态变换键位扫描方法，所述分时动态变换键盘为一线式的分时动态变换键盘，优选如图2所示，在实际应用中，可以根据实际需求进行调整，电源VCC分别通过上拉电阻连接至一一对应的IO口，多个IO口之间并联连接，所述分时动态变换键盘采用了所述分时动态变换键位扫描方法实现键位扫描。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种分时动态变换键位扫描方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的分时动态变换键位扫描方法，其特征在于，所述步骤S4通过公式L=((K+N-2)%N)+1计算按键的列数位置L，其中，N为IO口的总数，%为模余运算符。

3.根据权利要求2所述的分时动态变换键位扫描方法，其特征在于，所述步骤S4通过公式H=((((N-J)%N)+L)%N)+1计算按键的行数位置H。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的分时动态变换键位扫描方法，其特征在于，当所述IO口的总数大于或等于4时，所述步骤S1包括以下子步骤：

5.根据权利要4所述的分时动态变换键位扫描方法，其特征在于，所述步骤S3中，在不同时间段的分别出现输入端口为低电平时，跳转至所述步骤S4进行列数位置和行数位置的计算。

6.根据权利要5所述的分时动态变换键位扫描方法，其特征在于，所述步骤S4中，根据当前时间段的输出低电平的输出端口J和输入端口K进行列数位置和行数位置的计算，然后切换至下一个输入端口为低电平所对应的时间段，并读取新的输入端口K进行下一个键位的列数位置和行数位置计算，依此重复。

7.根据权利要5所述的分时动态变换键位扫描方法，其特征在于，所述n为5。

8.根据权利要求1至3任意一项所述的分时动态变换键位扫描方法，其特征在于，在所述步骤S2中，依次扫描输入端口的高低电平状态，并记录其动态扫描的时序图，当输入端口为低电平时，标识该输入端口的序号。

9.一种分时动态变换键位扫描系统，其特征在于，包括了分时动态变换键盘以及如权利要求1至8任意一项所述的分时动态变换键位扫描方法，其特征在于，所述分时动态变换键盘为一线式的分时动态变换键盘，电源VCC分别通过上拉电阻连接至一一对应的IO口，多个IO口之间并联连接，所述分时动态变换键盘采用了所述分时动态变换键位扫描方法实现键位扫描。