按键防抖电路及电子装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种按键防抖电路以及包括该按键防抖电路的电子装置，该按键防抖电路连接至电子装置的主板的CPU，其包括按键开关、第一电阻、用于根据按键开关的状态输出稳定的高电平信号或低电平信号至CPU的比较器、以及用于为比较器提供基准值的基准电压提供单元；按键开关的一端经第一电阻与电源连接，另一端接地；比较器的反相输入端与第一电阻及按键开关的公共端连接；比较器的同相输入端与基准电压提供单元的输出端连接，比较器的输出端连接至主板的CPU的输入端；通过该按键防抖电路滤除按键开关的抖动尖峰电压，使得输出至CPU的输入端的电压上升沿及下降沿陡峭，有利于电子装置的CPU准确地响应按键开关。
【专利说明】按键防抖电路及电子装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及电子电路领域，尤其涉及一种按键防抖电路及电子装置。
【背景技术】
[0002]在电视机等电子产品中，通常使用按键控制作为交互控制方式。按键分很多种，电视机领域常用的为机械式或者锅仔片按键。一般按下此类按键之后，按键会出现短暂的反复闭合、断开状态，一段时间后，才稳定接触。目前，参照图1，通常使用此种按键电路，按键开关K经电阻R直接与电源Vcc连接，当按键接触不良时，则容易产生抖动的按键电压波形，波形边沿出现很多尖峰，按键开关K的电压输出波形如图2所示。该尖峰电压容易干扰CPU,使得CPU按键识别时出现误判，导致CPU的按键响应错乱。
实用新型内容
[0003]本实用新型的主要目的在于提供一种结构简单、设计新颖的按键防抖电路。
[0004]为实现上述目的，本实用新型提供一种按键防抖电路，该按键防抖电路连接电子装置的主板的CPU，所述按键防抖电路包括按键开关、第一电阻、用于根据所述按键开关的状态输出稳定的高电平信号或低电平信号至所述CPU的比较器，以及用于为所述比较器提供基准值的基准电压提供单元；所述按键开关的一端经第一电阻与电源连接，所述按键开关的另一端接地；所述比较器的反相输入端与所述第一电阻及按键开关的公共端连接；所述比较器的同相输入端与所述基准电压提供单元的输出端连接，所述比较器的输出端连接至所述主板的CPU的输入端。
[0005]优选地，所述基准电压提供单元包括第二电阻及第三电阻，所述第二电阻的一端与电源连接，所述第二电阻的另一端与第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端接地；所述第二电阻与第三电阻的公共端作为所述基准提供单元的输出端与所述比较器的同相输入端连接。
[0006]优选地，所述按键防抖电路还包括第一电容，所述第一电容的一端与所述比较器的同相输入端连接，所述第一电容的另一端与所述比较器的输出端连接。
[0007]此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种电子装置，该电子装置包括本体、设置于本体内部的主板及与所述主板的CPU电连接的按键防抖电路，所述按键防抖电路包括按键开关、第一电阻、用于根据所述按键开关的状态输出稳定的高电平信号或低电平信号至所述CPU的比较器，以及用于为所述比较器提供基准值的基准电压提供单元；所述按键开关的一端经第一电阻与电源连接，所述按键开关的另一端接地；所述比较器的反相输入端与所述第一电阻及按键开关的公共端连接；所述比较器的同相输入端与所述基准电压提供单元的输出端连接，所述比较器的输出端连接至所述主板的CPU的输入端。
[0008]优选地，所述基准电压提供单元包括第二电阻及第三电阻，所述第二电阻的一端与电源连接，另一端与第三电阻的一端连接；所述第三电阻的另一端接地；所述第二电阻与第三电阻的公共端作为所述基准提供单元的输出端与所述比较器的同相输入端连接。
[0009]优选地，所述按键防抖电路还包括第一电容，所述第一电容的一端与所述比较器的同相输入端连接，所述第一电容的另一端与所述比较器的输出端连接。
[0010]本实用新型所提供的一种按键防抖电路以及包括该按键防抖电路的电子装置，按键开关连接在比较器的反相输入端，通过按键开关的闭合、断开状态所引起的比较器的反相输入端的变化的电压值，与比较器的同相输入端的基准电压值进行比较，根据比较结果控制比较器的输出；当按键开关闭合时，该基准电压提供单元提供的基准值始终高于反相输入端的电压值，则比较器输出稳定的高电平，从而抑制了按键开关闭合时的抖动；当按键开关断开时，该基准电压提供单元提供的基准值始终低于反相输入端的电压值，则比较器输出稳定的低电平，从而抑制了按键开关断开时的抖动。通过滤除按键开关的抖动尖峰电压，使得输出至CPU的输入端的电压上升沿及下降沿陡峭，有利于电子装置的CPU准确地响应按键开关。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为现有技术中按键开关的电路结构示意图
[0012]图2为现有技术中按键开关的输出电压波形图；
[0013]图3为本实用新型按键防抖电路应用于电子装置的示意图；
[0014]图4为图3中比较器的输入端及输出端的电压波形图。
[0015]本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0016]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0017]本实用新型提供一种按键防抖电路。
[0018]在本实用新型实施例中，参照图3，该按键防抖电路包括按键开关K、第一电阻R1、比较器Ul、基准电压提供单元100及第一电容Cl，所述基准电压提供单元100包括第二电阻R2及第三电阻R3，所述按键开关K的一端经第一电阻Rl与电源Vcc连接，所述按键开关K的另一端接地；所述第二电阻R2的一端与电源Vcc连接，所述第二电阻R2另一端与第三电阻R3的一端连接；所述第三电阻R3的另一端接地；所述比较器Ul的反相输入端c与所述第一电阻Rl及按键开关K的公共端连接；所述比较器Ul的同相输入端a与所述第二电阻R2、第三电阻R3的公共端连接；所述比较器Ul的输出端b经第一电容Cl与所述比较器Ul的同相输入端a连接。
[0019]在本实施例中，按键开关K未按下时，比较器Ul的反相输入端c经第一电阻Rl与电源Vcc连接，则比较器Ul的反相输入端c的电压约为Vcc，比较器Ul的同相输入端a连接在第二电阻R2和第三电阻R3之间，其电压由第三电阻R3的分压所得，表示为Vref =[R3/(R2+R3) IXVcc0根据上述分析可知，比较器Ul的反相输入端c的电压比同相输入端a的电压高，则比较器Ul的输出为低电平，在本实施例中为O。
[0020]参照图4，图4为比较器的输入端及输出端的电压波形图。当按下按键开关K时，按键开关K由断开到闭合，此时，比较器Ul的反相输入端C经按键开关K接地，电压值瞬间拉低。当按键开关K短暂的反复闭合、断开时，容易造成比较器Ul反相输入端C的带毛刺尖峰的电压。当此带毛刺尖峰的电压加到比较器Ul反相输入端C时，若比较器Ul的反相输入端c的电压低于比较器Ul同相输入端a的电压，则比较器Ul的输出由低电平瞬间翻转为高电平，如果比较器Ul也由电源Vcc供电，那么比较器Ul的输出电压也约为Vcc。而比较器Ul的输出端b经第一电容Cl与比较器Ul的同相输入端a连接，由于电容具有两端电压差不能突变的性质，所以在第一电容Cl的一端b点电压由OV瞬间变为Vcc后，第一电容Cl的另一端a点电压也必会跟着由原来的Vref抬高至Vcc+Vref,这样,a、b两点之间的压差才能保持为原来的压差Vab = Vref。由于第二电阻R2和第三电阻R3的存在，a点电压抬高至Vcc+Vref后，第一电容Cl将通过第二电阻R2、第三电阻R3放电，使得a点电压缓慢恢复到原来的电压Vref。在整个过程中，比较器Ul同相输入端a的电压被抬高，使得始终比反相输入端c的毛刺电压高，即比较器Ul的同相输入端a —直比反相输入端c高，从而比较器Ul的输出端b —直输出高电平，将不受按键开关K接触不良所导致的忽高忽低的毛刺尖峰电压的干扰，起到了防止按键开关K抖动的作用。
[0021]同样，当释放按键开关K时，按键开关K由闭合到断开，此时，按键开关K上也会存在尖峰毛刺电压。当比较器Ul的反相输入端C的电压从O上升至刚好大于同相输入端a端电压Vref时，贝U比较器Ul的输出端b电压由Vcc瞬间翻转为O。由于第一电容Cl两端的电压差不能突变，所以第一电容Cl的一端b点的电压由Ncc瞬间变为O后，第一电容Cl的另一端a点的电压也跟着由原来的Vref拉低到Vref-Vcc，这样a、b两点之间的压差才能保持为原来的压差Vab = Vref-Vcc。比较器Ul的同相输入端a的电压被瞬间拉低到Vref-Vcc后，由于第二电阻R2和第三电阻R3的存在，第一电容Cl将通过第二电阻R2、第三电阻R3充电，缓慢恢复到原来的电压Vref。在整个过程中，比较器Ul同相输入端a的电压被拉低，甚至出现负电压波形，使得始终比反相输入端c的毛刺电压低，即比较器Ul的同相输入端a —直比反相输入端c低,从而，比较器Ul的输出端b —直稳定为O输出，不受按键开关K接触不良所导致的忽高忽低的毛刺尖峰电压的干扰，起到了防止按键开关K抖动的作用。
[0022]按键开关K在按下和释放时的防抖过程，利用第二电阻R2、第三电阻R3对第一电容Cl的充放电原理，来抬高或者拉低比较器Ul的同相输入端a的电压Vref，使得比较器Ul的输出端b保持稳定，从而最终得到的比较器Ul的输出端b的电压波形的上升沿、下降沿陡峭；该输出端b的电压传输至主板上的CPU的输入端，适应CPU的处理要求。按键防抖电路的防抖能力取决于第二电阻R2、第三电阻R3和第一电容Cl的所构成的RC常数和由第二电阻R2、第三电阻R3分压所决定的Vref大小，实际应用时，可以调整第一电容Cl的容值及第二电阻R2、第三电阻R3的阻值，以适应不同的防抖要求，在此不作进一步的限定。
[0023]本实用新型还提供一种电子装置，该电子装置包括本体、设置于本体内部的主板200及与所述主板200电连接的按键防抖电路，所述主板200包括CPU，所述按键防抖电路的比较器Ul的输出端与所述CPU的输入端连接；该按键防抖电路的结构、工作原理以及所带来的有益效果均参照上述实施例的描述，在此不再赘述。
[0024]以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种按键防抖电路，连接电子装置的主板的CPU，其特征在于，所述按键防抖电路包括按键开关、第一电阻、用于根据所述按键开关的状态输出稳定的高电平信号或低电平信号至所述CPU的比较器、以及用于为所述比较器提供基准值的基准电压提供单元；所述按键开关的一端经第一电阻与电源连接，所述按键开关的另一端接地；所述比较器的反相输入端与所述第一电阻及按键开关的公共端连接；所述比较器的同相输入端与所述基准电压提供单元的输出端连接，所述比较器的输出端连接至所述主板的CPU的输入端。
2.如权利要求1所述的按键防抖电路，其特征在于，所述基准电压提供单元包括第二电阻及第三电阻，所述第二电阻的一端与电源连接，所述第二电阻的另一端与第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端接地；所述第二电阻与第三电阻的公共端作为所述基准提供单元的输出端与所述比较器的同相输入端连接。
3.如权利要求1所述的按键防抖电路，其特征在于，所述按键防抖电路还包括第一电容，所述第一电容的一端与所述比较器的同相输入端连接，所述第一电容的另一端与所述比较器的输出端连接。
4.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括本体、设置于本体内部的主板及与所述主板的CPU电连接的按键防抖电路，所述按键防抖电路包括按键开关、第一电阻、用于根据所述按键开关的状态输出稳定的高电平信号或低电平信号至所述CPU的比较器、以及用于为所述比较器提供基准值的基准电压提供单元；所述按键开关的一端经第一电阻与电源连接，所述按键开关的另一端接地；所述比较器的反相输入端与所述第一电阻及按键开关的公共端连接；所述比较器的同相输入端与所述基准电压提供单元的输出端连接，所述比较器的输出端连接至所述主板的CPU的输入端。
5.如权利要求4所述的电子装置，其特征在于，所述基准电压提供单元包括第二电阻及第三电阻，所述第二电阻的一端与电源连接，另一端与第三电阻的一端连接；所述第三电阻的另一端接地；所述第二电阻与第三电阻的公共端作为所述基准提供单元的输出端与所述比较器的同相输入端连接。
6.如权利要求4所述的电子装置，其特征在于，所述按键防抖电路还包括第一电容，所述第一电容的一端与所述比较器的同相输入端连接，所述第一电容的另一端与所述比较器的输出端连接。
【文档编号】H03K17/96GK204180043SQ201420645739
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】贺顺亮 申请人:深圳Tcl数字技术有限公司