[发明专利]解决键盘扫描中电平冲突的装置、方法及键盘扫描系统

说明书

技术领域

本发明涉及键盘扫描技术领域，尤其涉及一种解决键盘扫描中电平冲突的装置、方法及键盘扫描系统。

背景技术

参见图1，图1是现有3×3的键盘扫描系统的结构示意图。其中，D1、D2和D3分别对应三条列检测线；S1、S2和S3分别对应三条行扫描线；K11～K33依次对应检测线与扫描线交叉处的九个按键。三条检测线对应的上拉电阻分别是：R₁、R₂和R₃。图1所示键盘扫描系统中，各条扫描线上的扫描信号由用字母“X”标识的组合器件产生，并且，为能够准确地检测出被按下的按键，在同一时刻，从三个X装置输出的扫描信号中，只有一个输出低电平，其他两个均输出高电平；相应地，在同一时刻的三条扫描线上，也只有一条被输入低电平，而其他两条均被输入高电平。

图1中，用于输出扫描信号的组合器件X由两个金属氧化物半导体(MOS)管组成，其中，与电源V_cc的正极相接的是P沟道MOS(PMOS)管，接地的是N沟道MOS(NMOS)管。该组合器件具有反相特性，组合器件的输入端是上述两个MOS管的栅极，当组合器件的输入端输入高电平时，NMOS管被导通，PMOS截止，组合器件的输出端在PMOS管的漏极输出低电平；当组合器件的输入端输入低电平时，PMOS管被导通，NMOS管截止，组合器件的输出端在PMOS管的漏极输出高电平。图1中通过组合器件输出扫描信号的电路结构也称为推拉式结构，该结构的特点就是既能输出低输出阻抗的高电平，也能输出低输出阻抗的低电平，因此，具有较强的负载驱动能力。

图2是现有一个按键被按下后形成的按键检测电路示意图。设被按下的按键是K21，由于按键被按下后，检测线与扫描线被接通的时间长度远大于扫描线上输出扫描信号的时间间隔，因此，这段时间内，S2上的扫描信号会相继出现高电平和低电平。图2a是K21被按下时，上述组合器件输出高电平时的按键检测电路示意图。图2a中，在K21被按下的情况下，由于S2上输出高电平，因此，在D1上也检测到高电平，这一检测结果并不能确定哪个按键被按下。图2b是K21被按下时，上述组合器件输出低电平时的按键检测电路示意图。图2b中，在K21被按下的情况下，D1上检测到低电平。也就是说，在K21被正常按下至抬起这段时间内，D1上既能够检测到图2a所示的高电平，也能够检测到图2b所示的低电平，在D1上检测到这一低电平时，就能够确定有按键被按下，且可通过读取各个扫描线输入端电平，与各个检测线上检测到的电平，能够确定是哪个按键被按下。如K21被按下，则对应三条扫描线的输入端电平分别是：1、0、1；对应三条检测线检测电平分别是：0、1、1；根据读取到的上述两种数据的组合：101011，能够唯一确定被按下的键即是K21。

对于同一根检测线上只有一个按键被按下的情况，运用上述图1所示系统，能获得准确的检测结果。但是，对于同一根检测线上有两个或更多个按键被按下的情况，上述系统中将出现电平冲突的现象，并将导致错误的检测结果。原因如下：

参见图3，图3是同一根检测线上有两个按键被按下后形成的按键检测电路图。设此时被按下的按键是K21和K31。由于图3中组合器件A与组合器件B在同一时刻输出的电平应该反相。因此，可设A中两个MOS管的栅极输入低电平，对应的A的输出端应输出高电平；B中两个MOS管的栅极输入高电平，对应的B的输出端应输出低电平。但是，由于K21与K31被同时按下，相当于A的输出端与B的输出端在O点被短接，于是，在O点出现电平冲突的现象。

图4是图3的等效电路图。其中，设图3中A与B采用的PMOS管与NMOS管均相同。设NMOS管被导通时的内阻为r_n，PMOS管被导通时的内阻为r_p，那么图3中PMOS管与NMOS管等效于图4中的电阻r_n与r_p。由图4电路可得出D1上检测到的电平，即O点的电平为：