低功耗矩阵键盘及应用该矩阵键盘的电源开关电路制造技术

本发明专利技术实施例提供了一种低功耗矩阵键盘及应用该矩阵键盘的电源开关电路，所述矩阵键盘包括矩阵单元、触发器单元、行开关单元、列开关单元和行列开关控制单元，所述矩阵单元包括M条行线和N条列线，所述触发器单元包括M个行触发器和N个列触发器，每个所述行触发器的置位端连接一条行线，每个所述列触发器的置位端通过一个反相器连接一条列线。本发明专利技术实施例所提供的技术方案，通过采集行触发器和列触发器的输出端的电平值即可判断是否存在按键被按下以及被按下按键的位置，不再需要使用时钟振荡电路对矩阵键盘的行线和列线进行实时动态扫描，因此本发明专利技术实施例提供的矩阵键盘中仅存在较低的静态功耗，不存在动态功耗，功耗较低。

Low power matrix keyboard and power switch circuit using the same

The embodiment of the invention provides a power switch circuit for low power application of the matrix keyboard and the keyboard matrix, the matrix keyboard comprises a matrix unit, trigger unit, line switch unit, the switch unit and the ranks of column switch control unit, the unit matrix including M line and N line line, the trigger unit including the M and N columns of a row trigger trigger, a trigger for the end of each connecting a line, each of the columns set the end of the trigger is connected to a line through an inverter. The technical scheme provided by the embodiment of the invention, to determine whether there is pressed and press the button position through the output level collection and column row trigger trigger end value, real-time dynamic scanning were no longer need to use the clock oscillation circuit line of the keyboard matrix and column, low static power consumption only matrix the keyboard provided by the embodiment of the invention, there is no dynamic power consumption, low power consumption.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子电路
，特别是涉及一种低功耗矩阵键盘及应用该矩阵键盘的电源开关电路。
技术介绍
待机是指电子设备在没有用户访问时，将当前处于运行状态的数据保存在内存中，所维持的一种休眠状态。由于待机时，电子设备仅对内存等一些必要的硬件模块进行供电，而对屏幕、硬盘等硬件模块停止供电，因此，当没有用户访问时，将电子设备设置为待机模式可以起到节能的效果。相反，当存在用户访问时，需要将电子设备唤醒，即将电子设备由待机模式调整为工作模式。相关技术中，通常采用键盘触发电子设备的唤醒指令，其中，由于矩阵键盘可以节省处理器大量的I/O口，因此在电子设备中得到了广泛的应用。在矩阵键盘中，每条行线和列线的交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。在判断矩阵键盘中有无按键被按下时，可以先将全部行线置为低电平，然后扫描列线的状态。只要有一条列线的电平为低，则表示矩阵键盘中有按键被按下；若所有列线均为高电平，则表示矩阵键盘中没有按键被按下。当确定矩阵键盘中有按键被按下后，即可进一步确定被按下按键的位置。其方法可以为：依次将行线置为低电平，即在置某根行线为低电平时，其它行线为高电平。在确定某条行线为低电平后，再依次扫描各条列线的电平状态，若某条列线的电平为低，则该列线与置为低电平的行线交叉处的按键就是被按下的按键。由于上述确定矩阵键盘触发状态的方式需要采用时钟振荡电路对矩阵键盘的行线和列线进行实时动态扫描，因此，当电子设备处于待机模式时，需要使时钟振荡电路保持在工作状态，进而造成电源开关电路的动态功耗过高，尤其是在电池供电的电路中，导致电子设备的待机时间较低。
技术实现思路
本专利技术实施例中提供了一种低功耗矩阵键盘及应用该矩阵键盘的电源开关电路，以解决现有技术中的电子设备在待机模式时，电源开关电路的动态功耗过高的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例公开了如下技术方案：第一方面，本专利技术实施例提供了一种低功耗矩阵键盘，包括矩阵单元、触发器单元、行开关单元、列开关单元和行列开关控制单元；所述矩阵单元包括M条行线和N条列线，每条所述行线和每条所述列线的交叉处通过一个按键相连；所述触发器单元包括M个行触发器和N个列触发器，每个所述行触发器的置位端连接一条行线，每个所述列触发器的置位端通过一个反相器连接一条列线，M个所述行触发器和N个所述列触发器的复位端连接键盘复位端口；M条所述行线通过所述行开关单元接低电平，所述行开关单元用于选通每条所述行线的强下拉或弱下拉状态；N条所述列线通过所述列开关单元接高电平，所述列开关单元用于选通每条所述列线的强上拉或弱上拉状态；所述行列开关控制单元的输入端与M个所述行触发器的输出端相连，所述行列开关控制单元的输出端分别与所述行开关单元和所述列开关单元的使能输入端相连，所述行列开关控制单元被配置为：当M个所述行触发器的输出端均为低电平时，控制所述行开关单元和列开关单元的选通状态，使N条所述列线强上拉，M条所述行线弱下拉；当任一行触发器的输出端为高电平时，控制所述行开关单元和列开关单元的选通状态，使N条所述列线弱上拉，所述任一行触发器所对应的行线强下拉。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种电源开关电路，包括上述第一方面所述的低功耗矩阵键盘、开关器件和开关器件控制单元；所述开关器件用于连接电源和负载，所述开关器件控制单元的输出端与所述开关器件的控制端相连，所述开关器件控制单元的开机信号输入端与与N个所述列触发器的输出端相连，所述开关器件控制单元被配置为：当任一所述列触发器的输出端为高电平时，控制所述开关器件导通。本专利技术实施例所提供的技术方案中，采用触发器锁存行线和列线的电平信号，当存在按键被按下时，通过分析触发器的输出端的信号值，即可判断矩阵键盘中哪个按键被按下，不再需要使用时钟振荡电路对矩阵键盘的行线和列线进行实时动态扫描，因此，当电子设备处于待机模式时，可以对时钟振荡电路停止供电，使电源开关电路仅保持较小的静态漏电功耗，尤其是在电池供电的电路中，可以大大提高电子设备的待机时间。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种2×2矩阵单元的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种低功耗矩阵键盘的结构框图；图3为本专利技术实施例提供的一种低功耗矩阵键盘的电路结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的另一种低功耗矩阵键盘的电路结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的另一种低功耗矩阵键盘的电路结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种电源开关电路结构示意图；图1-图6中的符号表示为：101-矩阵单元，102-行开关单元，103-列开关单元，104-行列开关控制单元，105-触发器单元，106-键盘释放触发器，107-开关器件，108-开关器件控制单元，S1-键盘复位端口，S2-键盘释放端口，S3-关机信号输入端口。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例所涉及到的高电平和低电平为逻辑运算时的逻辑1和逻辑0。本专利技术实施例所涉及到的矩阵单元101包括M条行线和N条列线，每条所述行线和每条所述列线的交叉处通过一个按键相连。其中，M和N的大小可以根据电子设备对按键数目的需要进行选择，由于在每条行线和每条列线的交叉处均通过一个按键相连，因此，具有M条行线和N条列线的矩阵单元101可以包括M*N个按键，为了描述简洁，在本专利技术实施例中均以2*2矩阵单元101(M＝2，N＝2)为例进行说明，但并不应当将其作为本专利技术保护范围的限制。图1为本专利技术实施例提供的一种2×2矩阵单元101的结构示意图，如图1所示，在2×2矩阵单元101中包括两条行线LX0、LX1和两条列线LYO、LY1，行线LXO与列线LY0、LY1的交叉处分别连接按键K00、K01，行线LX1与列线LY0、LY1的交叉处分别连接按键K10、K11，正常状态下行线和列线不导通，当按键按下时，按键所在的横线和列线导通。例如，当按键K00按下时，横线LX0和列线LY0导通，进而横线LX0或列线LY0的电平状态会发生改变。相关技术方案中，通过时钟振荡电路对行线和列线进行实时动态扫描，以确定矩阵单元101中是否存在按键被按下以及被按下按键的位置。以图1示出的2×2矩阵单元101为例，在相关技术中，先将行线LX0、LX1置为低电平，然后扫描列线LY0、LY1的电平状态。当列线LY0、LY1均为高电平时，说明不存在按键被按键，当列线LY0、LY1存在低电平时，说明存在行线和列线导通，即存在按键被按下。当确定存在按键被按下后，依次将行线LX0、LYO置为低电平，然后在依次扫描列线LY0、LY1的电平状态。假如当本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低功耗矩阵键盘，其特征在于，包括矩阵单元(101)、触发器单元(105)、行开关单元(102)、列开关单元(103)和行列开关控制单元(104)；所述矩阵单元(101)包括M条行线和N条列线，每条所述行线和每条所述列线的交叉处通过一个按键相连；所述触发器单元(105)包括M个行触发器和N个列触发器，每个所述行触发器的置位端连接一条行线，每个所述列触发器的置位端通过一个反相器连接一条列线，M个所述行触发器和N个所述列触发器的复位端连接键盘复位端口(S1)；M条所述行线通过所述行开关单元(102)接低电平，所述行开关单元(102)用于选通每条所述行线的强下拉或弱下拉状态；N条所述列线通过所述列开关单元(103)接高电平，所述列开关单元(103)用于选通每条所述列线的强上拉或弱上拉状态；所述行列开关控制单元(104)的输入端与M个所述行触发器的输出端相连，所述行列开关控制单元(104)的输出端分别与所述行开关单元(102)和所述列开关单元(103)的使能输入端相连，所述行列开关控制单元(104)被配置为：当M个所述行触发器的输出端均为低电平时，控制所述行开关单元(102)和列开关单元(103)的选通状态，使N条所述列线强上拉，M条所述行线弱下拉；当任一行触发器的输出端为高电平时，控制所述行开关单元(102)和列开关单元(103)的选通状态，使N条所述列线弱上拉，所述任一行触发器所对应的行线强下拉。...

【技术特征摘要】
1.一种低功耗矩阵键盘，其特征在于，包括矩阵单元(101)、触发器单元(105)、行开关单元(102)、列开关单元(103)和行列开关控制单元(104)；所述矩阵单元(101)包括M条行线和N条列线，每条所述行线和每条所述列线的交叉处通过一个按键相连；所述触发器单元(105)包括M个行触发器和N个列触发器，每个所述行触发器的置位端连接一条行线，每个所述列触发器的置位端通过一个反相器连接一条列线，M个所述行触发器和N个所述列触发器的复位端连接键盘复位端口(S1)；M条所述行线通过所述行开关单元(102)接低电平，所述行开关单元(102)用于选通每条所述行线的强下拉或弱下拉状态；N条所述列线通过所述列开关单元(103)接高电平，所述列开关单元(103)用于选通每条所述列线的强上拉或弱上拉状态；所述行列开关控制单元(104)的输入端与M个所述行触发器的输出端相连，所述行列开关控制单元(104)的输出端分别与所述行开关单元(102)和所述列开关单元(103)的使能输入端相连，所述行列开关控制单元(104)被配置为：当M个所述行触发器的输出端均为低电平时，控制所述行开关单元(102)和列开关单元(103)的选通状态，使N条所述列线强上拉，M条所述行线弱下拉；当任一行触发器的输出端为高电平时，控制所述行开关单元(102)和列开关单元(103)的选通状态，使N条所述列线弱上拉，所述任一行触发器所对应的行线强下拉。2.根据权利要求1所述的矩阵键盘，其特征在于，所述行开关单元(102)包括M个下拉电阻，每个所述下拉电阻分别串联在一条行线中，每个所述下拉电阻的两端分别并联一个行传输门；所述列开关单元(103)包括N个上拉电阻，每个所述上拉电阻分别串联在一条列线中，每个所述上拉电阻的两端分别并联一个列传输门。3.根据权利要求2所述的矩阵键盘，其特征在于，所述行列开关控制单元(104)被配置为：将M个所述行触发器的输出端的信号值进行或运算，将所述或运算的结果取反后传输至所有所述列传输门的使能输入端；将每个所述行触发器的输出端的信号值传输至相应的所述行传输门的使能输入端。4.根据权利要求3所述的矩阵键盘，其特征在于，所述行列开关控制单元(104)包括第一或运算模块、取反模块和传输模块；所述第一或运算模块的输入端与M各所述行触发器的输出端相连，所述第一或运算模块的输出端与所述取反模块的输入端相连，所述第一或运算模块用于将M个所述行触发器的输出端的信号值进行或运算，并将所述或运算结果传输至所述取反模块；所述取反模块的输出端与N个所述列传输门的使能输入端相连，所述取反模块用于将所述或运算的结果取反，并将所述取反结果传输至N个所述列传输门的使能输入端；所述传输模块的输入端和输出端分别连接所述M个所述行触发器的输出端和M个所述行传输门的使能输入端，所述传输模块用于将每个所述行触发器的输出端的信号值传输至相应的所述行传输门的使能输入端。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑方，
申请(专利权)人：上海顺久电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31