专利名称：以模/数转换单元为接口的键盘的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于带有A/D转换单元的计算机系统中的键盘，特别是以A/D转换单元为输入接口的键盘。
目前，计算机系统中的键盘，由于其键阵的控制与输出信号都是开关量，因此需设置专门的键盘接口单元使之与CPU相连。专门的键盘接口单元，一方面增加了计算机系统的成本;另一方面增加了计算机总线的负担，给设计带来了麻烦。
本发明的目的是提供一种键盘，用在带有A/D转换单元的计算机系统中，可以克服现有键盘的上述缺点。
实现本发明目的的结构如
图1所示，它包括一个由若干列键组成的键阵。键阵的每一列都有一个独立的电压或电流模拟量输出，该输出接至A/D转换单元的一个(单端或双端)输入通道。这里的独立是指，每个键的开关状态只影响该键所在列的输出，而不影响其它列的输出，这样，不同列中的键可以复合使用。
图1中的每列键符合以下两个设计原则(1)每列键的输出与键阵的基准电压Vcc成正比(或在A/D转换单元的误差允许范围内近似成正比)。(2)该列中的任意两个不同的按键所对应的两个输出量的A/D转换值，各自的变化范围(由于A/D转换单元的误差，同一模拟值在不同时刻的A/D转换值可能不同，但其变化范围是一定的)互不交叉。这样，按下不同的键，该列的输出量所对应的A/D转换值就落入不同的范围，计算机对其采样，判断后，就会产生不同的编码或执行不同的操作。
符合上述设计原则的每列键，可以由各种电阻分压电路(或模拟电子电路)加键开关构成。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，容易设计出一种具体的方案。
键阵的基准电压Vcc最好与A/D转换单元中A/D转换器的参考电压Vref成正比(或在A/D转换单元的误差允许范围内近似成正比)。这样，由于设计原则(1)，当电源电压波动时，每列键的输出量的A/D转换值不会受影响。
另外，如有必要，各列的输出值可以与该列无键按下时的输出值进行比较运算，然后再一起进行逻辑运算，得到一个是否有键按下的信号，将此信号作为CPU的一个可屏蔽中断信号。这样，就可以使键盘工作在CPU的中断方式之下。
为了使本键盘与量程可调的A/D转换单元相连，可采用以下方式(1)将各列键的输出量程做得可以调节，使之与A/D转换单元的输入量程相配，这可以通过Vcc经一个放大倍数可调的放大器与每列键相连，或其它方式来实现;(2)将本键盘的每列键的输出通过电子开关直接接到A/D转换单元中A/D转换器的输入端(这相当于给A/D转换单元扩充了输入通道);(3)对A/D转换单元重新设计，使之易于与本键盘相连。
图1中的每列键可以采用图2所示的具体方案。它属于一种电阻分压电路加键开关的构成方式。它由n个等值的电阻R1，...，Rn，电阻R0，以及个数不超过n的若干个键组成。电阻R1，...，Rn的作用是提供n个分压。为了减少键的列数，从而减少键盘占用的A/D转换单元的通道数，n的值应尽量大，但考虑到A/D转换单元的转换误差，n的值必须小于Vcc/(2E)，这里E为A/D转换单元的转换误差;电阻R0的作用是使无键按下时，该列的输出有一个特定的值(R0可以接在其它位置，还可以用其它电子器件代替)，为了使有键按下时，R0对分压电路的影响可以忽略不计，一般可取R0＝10nR1-200nR1。显然，当按下与电阻Ri(i＝1，2，...，n)的上端相连的键时，该列的输出电压为V＝Vcc i/n……①分别按下两个不同的键(分别与Ri，Rj的上端相连)，得到该列的两个输出电压之差为Vcc｜i-j｜/n＞＝Vcc/n＞2E......②由式①、②可知，图2所示的方案符合前述的设计原则。
在图2中，为了避免多键同时按下时产生混乱，每个键可以通过一个二级管与电阻相连，如图3所示。这样，当有多个键同时按下时，只是其中最上面的键所连的二极管导通，其余二极管截止，因此只有其中最上面的键起作用。
图1中的每列键也可以采用图4所示的具体方案。它属于一种模拟电子电路加键开关的构成方式。它由n个权电阻Rp1，...，Rpn，反馈电阻Rf，电阻R，放大器A1，放大器A2以及个数不超过n的若干个键组成。其中Rpi＝Rf n/i;n的取值原则同图2中的n。显然，无键按下时，该列的输出为0;当按下与电阻Rpi相连的键时，该列的输出同式①;分别按下两个不同的键(分别与Rpi，Rpj相连)，得到该列的两个输出电压之差同式②。因此，图4所示的方案符合前述的两个设计原则。
图1中的每列键还可以采用其它的具体方案，只要符合前述的两个设计原则就可以。
本发明由于直接以A/D转换单元为输入接口，它用于带有A/D转换单元的计算机系统中，可以省去专门的键盘接口单元，从而达到降底成本，减轻总线负担，简化设计的目的。
图5是本发明的一个实施例。其原理如前所述，它由共用一组分压电阻的两列键组成，其中一列为10个数字键，另一列为3个功能键。数字键与功能键可以复合使用。各电阻的取值为R1＝R2＝...＝R10＝1K;
R0＝200K。
权利要求
1.一种用于带有A/D转换单元的计算机系统中的键盘，它包括一个由若干列键组成的键阵，其特征在于键阵的每一列键有一个独立的模拟量输出，该输出接至A/D转换单元的一个输入通道。
2.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于键阵的同一列中的任意两个不同的按键所对应的两个输出量的A/D转换值，各自的变化范围互不交叉。
全文摘要
本发明涉及一种用于带有A/D转换单元的计算机系统中的键盘，特别是以A/D转换单元为输入接口的键盘。本发明包括一个由若干列键组成的键阵，键阵的每一列都有一个独立的模拟量输出，该输出接至A/D转换单元的一个输入通道。本发明用于带有A/D转换单元的计算机系统中，可以省去专门的键盘接口单元，从而能降底成本，减轻总线负担，简化设计。
文档编号G06F3/023GK1057119SQ9010418
公开日1991年12月18日 申请日期1990年6月6日 优先权日1990年6月6日
发明者李建铃 申请人:李建铃