一種ad鍵盤電路及ad按鍵自適應(yīng)調(diào)整方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種AD鍵盤電路及AD按鍵自適應(yīng)調(diào)整方法，電路包括：多個按鍵的一端并聯(lián)并連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電壓采集端口，所述電壓采集端口經(jīng)上拉電阻接電源，多個按鍵的另一端分別連接多個串聯(lián)電阻的分壓點；方法包括：當(dāng)新獲取的按鍵電壓值與列表中任一電壓值相比超出正常誤差，記錄該電壓值，否則，將與新獲取電壓值同一功能響應(yīng)預(yù)設(shè)區(qū)間的電壓值的記錄次數(shù)加一；當(dāng)被記錄的電壓值個數(shù)等于按鍵個數(shù)，并且每個電壓值的記錄次數(shù)大于或等于設(shè)定次數(shù)時，執(zhí)行功能響應(yīng)預(yù)設(shè)區(qū)間調(diào)整。本發(fā)明實現(xiàn)了自動識別并適應(yīng)電子產(chǎn)品個體及使用環(huán)境影響造成的差異，自動糾正串鍵、按鍵失效及按鍵功能錯位的情況，提高AD鍵盤的設(shè)計容量及AD按鍵的抗干擾能力。
【專利說明】—種AD鍵盤電路及AD按鍵自適應(yīng)調(diào)整方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及AD鍵盤【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種AD鍵盤電路及AD按鍵自適應(yīng)調(diào)整方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在電子產(chǎn)品中，鍵盤有多種形式，如獨立按鍵、矩陣鍵盤、編碼鍵盤、觸摸鍵盤、AD鍵盤等。本發(fā)明涉及的是AD鍵盤。AD鍵盤具有電路設(shè)計簡單、節(jié)省1 口資源等優(yōu)點，在電子產(chǎn)品設(shè)計中被廣泛使用。AD鍵盤的設(shè)計原理是:利用串聯(lián)電阻分壓設(shè)計，將參考電壓分成若干份，再將若干個按鍵的一端分別連到不同的分壓點上，另一端并聯(lián)并與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電壓采集端口相連；不同按鍵按下時，模數(shù)轉(zhuǎn)換器會采集到不同的電壓。微處理器正是通過不同的電壓來區(qū)分不同的按鍵。圖1所示為現(xiàn)有的AD鍵盤電路圖。
[0003]人們希望能夠在同一個AD輸入端口上設(shè)計盡量多的按鍵，因為AD端口本身是一個很重要的資源。但是，偏置電壓不能夠被無限細(xì)分，因為AD鍵盤穩(wěn)定工作的前提條件是AD輸入端口能檢測到穩(wěn)定的電壓反饋。模數(shù)轉(zhuǎn)換本身存在精度問題，加上環(huán)境干擾，溫度漂移，物料偏差，工藝誤差等原因，生產(chǎn)的每一個或每一批產(chǎn)品中會存在差異，AD鍵盤的設(shè)計必須考慮每個分壓值的波動范圍。電子設(shè)計中不得不通過減少每個AD端口的按鍵數(shù)量的方式來兼容理論上存在的個體偏差，達(dá)到穩(wěn)定可靠的目的。盡管如此，在大批量生產(chǎn)中，或在使用過程中，仍然避免不了串鍵(即某一按鍵的實際反饋電壓匹配到了理想設(shè)計中相鄰按鍵的電壓值)或按鍵失效的情況發(fā)生，因為各種導(dǎo)致電壓檢測不穩(wěn)定的因素有一定的機率呈現(xiàn)疊加效果，這使得實際采樣電壓值偏離理想電壓值，并超過了可容納的偏差范圍，從而出現(xiàn)了串鍵或按鍵失效情況。
[0004]串鍵或按鍵失效對于一個電子產(chǎn)品的影響是致命的，直接造成了功能失效或混舌L令用戶無法正常使用該產(chǎn)品。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種AD鍵盤電路及AD按鍵自適應(yīng)調(diào)整方法，實現(xiàn)了自動識別并適應(yīng)電子產(chǎn)品個體及使用環(huán)境影響造成的差異，自動糾正串鍵、按鍵失效及按鍵功能錯位的情況，提高AD鍵盤的設(shè)計容量及AD按鍵的抗干擾能力。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為:
[0007]本發(fā)明一方面提供一種AD鍵盤電路,多個按鍵的一端并聯(lián)并連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電壓采集端口，所述電壓采集端口經(jīng)上拉電阻接電源，多個按鍵的另一端分別連接多個串聯(lián)電阻的分壓點。
[0008]進(jìn)一步地，任意兩個按鍵按下時，這兩個按鍵之間的電阻被短路。
[0009]本發(fā)明另一方面提供一種AD按鍵自適應(yīng)調(diào)整方法，包括:
[0010]識別到有按鍵按下時，在列表中記錄當(dāng)前按鍵電壓值，并按大小排序編號；
[0011]當(dāng)新獲取的按鍵電壓值與所述列表中任一電壓值相比超出正常誤差，記錄該電壓值，否則，將與新獲取電壓值同一功能響應(yīng)預(yù)設(shè)區(qū)間的電壓值的記錄次數(shù)加一；
[0012]當(dāng)被記錄的電壓值個數(shù)等于按鍵個數(shù)，并且每個電壓值的記錄次數(shù)大于或等于設(shè)定次數(shù)時，執(zhí)行功能響應(yīng)預(yù)設(shè)區(qū)間調(diào)整。
[0013]進(jìn)一步地，當(dāng)任意多個按鍵同時按下時，記錄多個按鍵中單個按鍵電壓最低的值。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:提供一種AD鍵盤電路及AD按鍵自適應(yīng)調(diào)整方法，能夠自動地識別并適應(yīng)電子產(chǎn)品個體及使用環(huán)境影響造成的差異，如適應(yīng)因模數(shù)轉(zhuǎn)換本身存在精度問題、環(huán)境干擾、溫度漂移、物料偏差、工藝誤差等原因，使產(chǎn)品存在的差異；通過調(diào)整按鍵電壓值對應(yīng)的功能響應(yīng)預(yù)設(shè)區(qū)間，本發(fā)明還能自動糾正串鍵、按鍵失效及按鍵功能錯位的情況，從而提高AD鍵盤的設(shè)計容量及AD按鍵的抗干擾能力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是現(xiàn)有的AD鍵盤電路圖；
[0016]圖2是本發(fā)明的AD鍵盤電路圖；
[0017]圖3是傳統(tǒng)的AD按鍵響應(yīng)正常模型示意圖；
[0018]圖4是傳統(tǒng)的AD按鍵響應(yīng)失效模型示意圖；
[0019]圖5是記錄排序應(yīng)用于圖4中的失效模型的示意圖；
[0020]圖6是本發(fā)明的AD按鍵自適應(yīng)調(diào)整方法的實施流程示意圖。

【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖具體闡明本發(fā)明的實施方式，附圖僅供參考和說明使用，不構(gòu)成對本發(fā)明專利保護(hù)范圍的限制。
[0022]如圖2所示，本實施例一方面提供一種AD鍵盤電路，多個按鍵的一端并聯(lián)并連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電壓采集端口，所述電壓采集端口經(jīng)上拉電阻接電源，多個按鍵的另一端分別連接多個串聯(lián)電阻的分壓點。
[0023]圖2中以一條AD線設(shè)計五個按鍵Keyl?Key5為例，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電壓采集端口 AD_key連接到AD轉(zhuǎn)換口輸入端。Rl?R6為固定電阻，可根據(jù)實際情況配置電阻值，令每個按鍵單獨按下時可得到符合一定比例的電壓值。該AD鍵盤電路特征在于，任一按鍵按下時，其上拉電阻都為同一個電阻(如圖2中Rl);任意兩個按鍵按下時，這兩個按鍵之間的電阻會被短路。該AD鍵盤電路設(shè)計的目的在于:在同一條AD線上的按鍵做任意操作時(任意一個或多個按鍵按下)，最多只能產(chǎn)生跟按鍵數(shù)量相等數(shù)量的穩(wěn)定的電壓值。如圖2中，進(jìn)行任意操作，穩(wěn)定電壓值的數(shù)量有且只有5個。穩(wěn)定的電壓值是指按鍵按穩(wěn)后所采到的電壓值，并且約定在偏差允許范圍內(nèi)的不同電壓值也為同一個值。
[0024]本發(fā)明另一方面提供一種AD按鍵自適應(yīng)調(diào)整方法，包括:
[0025]識別到有按鍵按下時，在列表中記錄當(dāng)前按鍵電壓值，并按大小排序編號；
[0026]當(dāng)新獲取的按鍵電壓值與所述列表中任一電壓值相比超出正常誤差，記錄該電壓值，否則，將與新獲取電壓值同一功能響應(yīng)預(yù)設(shè)區(qū)間的電壓值的記錄次數(shù)加一；
[0027]當(dāng)被記錄的電壓值個數(shù)等于按鍵個數(shù)，并且每個電壓值的記錄次數(shù)大于或等于設(shè)定次數(shù)時，執(zhí)行功能響應(yīng)預(yù)設(shè)區(qū)間調(diào)整。
[0028]在本發(fā)明的實施例中，當(dāng)任意多個按鍵同時按下時，記錄多個按鍵中單個按鍵電壓最低的值。
[0029]按鍵識別是傳統(tǒng)AD鍵盤設(shè)計的最大瓶頸，因為MCU唯一能識別的是某一根線上采集回來并被數(shù)字化后的電壓。在對比預(yù)先定義的范圍之前，MCU無法得知該電壓代表哪個按鍵被按下，也無法知道該電壓是否是一個無效的電壓，更無法知道響應(yīng)同一個功能(串鍵)的兩個電壓是否屬于異常現(xiàn)象。
[0030]圖3展不了傳統(tǒng)的AD按鍵響應(yīng)方案:圖3中左側(cè)圖表表不隨機按下一個按鍵時的實測電壓及對應(yīng)AD值，右側(cè)圖表表示在代碼里預(yù)定義的各按鍵的范圍(功能響應(yīng)預(yù)設(shè)區(qū)間)及對應(yīng)響應(yīng)功能。只要設(shè)計合理，電路穩(wěn)定，任意單個按鍵按下時都能響應(yīng)預(yù)期的、對應(yīng)的功能。
[0031]但如果在批量生產(chǎn)中，某一臺機器上的偏置電壓漂移嚴(yán)重；又或者在特定環(huán)境下，某一按鍵分壓電阻阻值變化較大，其結(jié)果是，整體采樣電壓發(fā)生了偏移或單個按鍵電壓發(fā)生了偏移。而這個偏移量一旦超過了預(yù)設(shè)范圍就會出現(xiàn)最大按鍵失效、按鍵功能錯位或串鍵的現(xiàn)象。
[0032]圖4是傳統(tǒng)的AD按鍵響應(yīng)失效模型示意圖；圖4以單個按鍵電壓偏移為例展示了按鍵串鍵現(xiàn)象:圖1中的Key3理想電壓3.5V負(fù)偏移到了 3.24V，該按鍵與Key4都響應(yīng)了功能2。而此時MCU并不知道有兩個按鍵響應(yīng)了同一個功能，更不知道是Key3串了 Key2還是key2串了 Key3。另外，同一 AD線上的不同按鍵可能會被同時按下，這可能會產(chǎn)生不同于任何一個按鍵單獨按下時的電壓值。
[0033]為了解決上述問題，本發(fā)明結(jié)合圖2的AD鍵盤電路對不同的按鍵進(jìn)行識別，并對失效模型進(jìn)行識別，然后對預(yù)設(shè)范圍(功能響應(yīng)預(yù)設(shè)區(qū)間)做相應(yīng)的調(diào)整以適應(yīng)AD鍵盤電路的實際情況。
[0034]I)按鍵的識別。要對失效模型進(jìn)行識別，這要求首先能識別出失效模型中的不同按鍵。在這里我們需要引入一個“正常誤差”概念。所謂正常誤差，指對同一節(jié)點的電壓進(jìn)行多次采樣，由于環(huán)境干擾，采樣精度等原因，每次采樣得到的數(shù)值可能不是同一個值而是在一個小范圍內(nèi)波動。這個“小范圍”的具體數(shù)值是個經(jīng)驗值，可根據(jù)實際電路情況有進(jìn)行定義。實際上在單個產(chǎn)品中，一旦PCB貼片完成，不管按鍵失效或者不失效，其對應(yīng)采樣電壓都會相對穩(wěn)定，被固定在某一“小范圍”內(nèi)。因此我們經(jīng)常能看到一個按鍵有問題的產(chǎn)品按鍵永久有問題，一個沒問題的產(chǎn)品，按鍵永久沒問題。即使有個產(chǎn)品時而正常時而失效，也不違背這個事實，只不過恰好這個“小范圍”正好分布在兩個按鍵定義區(qū)之間。
[0035]為了進(jìn)一步說明，還以圖1為例，在某一 AD鍵盤中定義的正常誤差為“0.05V”，借助這個“正常誤差”，來區(qū)分不同的按鍵。如果真存在兩個不同的按鍵電壓值分布在同一正常誤差范圍內(nèi)，那么這個可能是生產(chǎn)控制或設(shè)計本身出了嚴(yán)重問題，這不屬于本專利嚴(yán)究的范圍。如圖4中的失效模型中，電壓值3.24V跟3.0V都指向了同一個功能，但由于這兩個電壓差超過了 0.05V，因此軟件能判斷出這是兩個不同的按鍵。
[0036]2)按鍵對應(yīng)。能判斷出不同的按鍵還是無法解決問題，如圖4的失效模型中，電壓值3.24V跟3.0V都響應(yīng)了功能2，可知是串鍵，但并不知道是電壓值3.24V不對還是3.0V不對。這需要有一種方法能將失效模型中的電壓跟電路上的按鍵對應(yīng)起來。
[0037]由于在具體產(chǎn)品中，每一根AD線上的按鍵數(shù)量是固定的，因此隨機任意單個按鍵按下時，最多產(chǎn)生的穩(wěn)定電壓的數(shù)量就是按鍵的數(shù)量?？稍诎存I按下時，將去抖動后的電壓記錄下來，并按大小排序及偏號。其中相同的電壓值不重復(fù)記錄，即新獲取的電壓值如果與記錄表中任一個電壓值相差為“正常誤差”將不會被重復(fù)記錄。這樣如果只是單個按鍵操作，最后排好序的電壓值可跟具體按鍵一一對應(yīng)。圖5展示的是記錄排序應(yīng)用于圖4中的失效模型。從圖5中我們可以很容易判斷出一號按鍵也就是3.24V電壓是失效電壓，因此功能2跟功能I所對應(yīng)的范圍可做相應(yīng)的調(diào)整。
[0038]當(dāng)同一根AD線上的不同按鍵被同時按下時，其產(chǎn)生的電壓可能不同于任一單個按鍵按下的電壓并且跟任一單鍵電壓相比超出“正常誤差”，這會對記錄及排序造成干擾。而圖2所設(shè)計的電路原理圖正是為了解決此問題。從圖2可以看出，任意多個按鍵同時按下時，電壓采樣會服從其中單個按鍵電壓最低的
[0039]值。這即使有多個按鍵同時按下，其數(shù)據(jù)也不影響記錄及調(diào)整方法。
[0040]3)觸發(fā)時機。根據(jù)上述方法，通過調(diào)整“預(yù)設(shè)范圍(功能響應(yīng)預(yù)設(shè)區(qū)間)”可以解決按鍵不起作用(常見于電壓值最大的按鍵)、串鍵、按鍵功能錯位的問題。但必須是所有按鍵的電壓都被MCU采樣并記錄。因此該策略觸發(fā)機制是，記錄電壓個數(shù)η =按鍵個數(shù)N，并且出現(xiàn)以下情況之一:(I)同一功能對應(yīng)了兩個按鍵，(2)存在功能對應(yīng)不上按鍵。作為非一次性起作用的方案，當(dāng)記錄電壓個數(shù)η =按鍵個數(shù)時N，進(jìn)行處理調(diào)整，或不調(diào)整，之后清空記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行下一次記錄。當(dāng)然為確保調(diào)整的正確性，可采取多次記錄的方式進(jìn)行對t匕，再實施調(diào)整。
[0041]該AD按鍵自適應(yīng)調(diào)整方法實施后，可在出產(chǎn)品出廠功能檢測時被觸發(fā)；也可以在產(chǎn)品長時間使用、器件老化、環(huán)境干擾等造成失效時，用戶有意或無意地按完所有按鍵時觸發(fā)調(diào)整方法。
[0042]圖6以一根AD線設(shè)計5個按鍵為例，設(shè)定為只有每個有效電壓區(qū)間都出現(xiàn)3次之后才執(zhí)行調(diào)整。如圖6所示，本發(fā)明的AD按鍵自適應(yīng)調(diào)整方法的實施流程如下:
[0043]初始化清空記錄列表；
[0044]識別是否有按鍵按下，如是，與記錄列表的電壓值逐個比較；如否，重新識別是否有按鍵按下；
[0045]判斷當(dāng)前電壓跟記錄列表中任一電壓相比是否都超出正常誤差，如是，記錄該電壓值，如否，跟當(dāng)前電壓同一區(qū)間的電壓記錄次數(shù)加一；
[0046]判斷被記錄的電壓個數(shù)是否等于設(shè)定個數(shù)，如否，重新識別是否有按鍵按下，如是，貝丨J:
[0047]判斷每個電壓記錄次數(shù)是否均大于或等于設(shè)定次數(shù)，如否，重新識別是否有按鍵按下，如是，執(zhí)行區(qū)間調(diào)整。
[0048]以上所揭露的僅為本發(fā)明的較佳實施例，不能以此來限定本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，因此依本發(fā)明申請專利范圍所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種AD鍵盤電路，其特征在于:多個按鍵的一端并聯(lián)并連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電壓采集端口，所述電壓采集端口經(jīng)上拉電阻接電源，多個按鍵的另一端分別連接多個串聯(lián)電阻的分壓點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AD鍵盤電路，其特征在于:任意兩個按鍵按下時，這兩個按鍵之間的電阻被短路。
3.—種AD按鍵自適應(yīng)調(diào)整方法，其特征在于，包括: 識別到有按鍵按下時，在列表中記錄當(dāng)前按鍵電壓值，并按大小排序編號； 當(dāng)新獲取的按鍵電壓值與所述列表中任一電壓值相比超出正常誤差，記錄該電壓值，否則，將與新獲取電壓值同一功能響應(yīng)預(yù)設(shè)區(qū)間的電壓值的記錄次數(shù)加一； 當(dāng)被記錄的電壓值個數(shù)等于按鍵個數(shù)，并且每個電壓值的記錄次數(shù)大于或等于設(shè)定次數(shù)時，執(zhí)行功能響應(yīng)預(yù)設(shè)區(qū)間調(diào)整。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的AD按鍵自適應(yīng)調(diào)整方法，其特征在于: 當(dāng)任意多個按鍵同時按下時，記錄多個按鍵中單個按鍵電壓最低的值。
【文檔編號】H03M11/00GK104363022SQ201410538098
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】陳家伶, 王滿紅 申請人:惠州市德賽西威汽車電子有限公司