一种基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测方法和系统与流程

1.本发明涉及寄存器技术领域，具体涉及一种基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测方法和系统。


背景技术：

2.在显示装置中，像素阵列包括横纵交错的栅极扫描线和数据线。其中，为了实现像素阵列的逐行扫描，通常采用栅极驱动电路驱动像素阵列中的像素单元。现有技术中，栅极驱动电路常采用goa(gate driver on array，阵列基板行驱动)设计将tft(thin film transistor，薄膜场效应晶体管)栅极开关电路集成在显示面板的阵列基板上以形成对显示面板的扫描驱动，这种利用goa技术集成在阵列基板上的栅极驱动电路也称为移位寄存器，移位寄存器需要提供多个控制信号来驱动一行像素单元。
3.在数字电路中，移位寄存器是一种在若干相同时间脉冲下工作的以触发器为基础的器件，数据以并行或串行的方式输入到该器件中，然后每个时间脉冲依次向左或右移动一个比特，在输出端进行输出。
4.如图1所示，传统的矩阵按键检测原理为：先从poart1的d0,d1,d2,d3(四个行接口)输出高电平，poart2的d0,d1,d2,d3(四个列接口)输出低电平，假设有按键按下，从poart1的四个行接口读取键盘状态。判断四行哪一行变成了低电平，就知道是第几行，再从poart2的四个列接口输出高电平，poart1的四个行接口输出低电平，从poart2的四个列接口读取键盘状态。判断四列哪一列变成了低电平，就知道是第几列，将两次读取结果组合起来就可以得到当前按键的特征编码。使用上述方法我们得到16个键的特征编码。同时因为本质上所有按键是连接在一起的，所以为了减少按键与按键之间的耦合，需要在按键连接时串联一个二极管以防止耦合的发生。
5.传统的按键检测方法存在电路较为复杂，需要使用大量的io口，以4*4按键组成的矩阵按键为例，需要行4+列4共八个io口来实现数据的传输，成本较高。同时因为采用所有按键连接在一起的电路连接方式，所以会存在按键与按键之前的耦合现象，造成输入数据的错误，只能通过将每个按键串联一个二极管的方式解决，增加了成本，因此，针对问题，需要提出一种更优的基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测方法和系统，以降低按键与按键之前的耦合现象。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明的目的在于提出一种改进的基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测方法和系统，以降低按键与按键之前的耦合现象。
7.传统的按键检测方法存在电路较为复杂，需要使用大量的io口，以4*4按键组成的矩阵按键为例，需要行4+列4共八个io口来实现数据的传输，成本较高。同时因为采用所有按键连接在一起的电路连接方式，所以会存在按键与按键之前的耦合现象，造成输入数据的错误，只能通过将每个按键串联一个二极管的方式解决，增加了成本，因此，针对问题，需
要提出一种更优的基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测方法和系统，以降低按键与按键之前的耦合现象。所述基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测方法，包括以下步骤：获取多组输出寄存器基础数据；识别输出寄存器基础数据，对输出寄存器进行性能测试，得到性能测试结果；获取性能测试结果，验证输出寄存器性能；以四个5位并行输入串行输出寄存器；通过相邻寄存器的多组接口相连以形成一个20位的并行输入转串行输出寄存器；将b0-b19接至按键的输出引脚。本技术针对原先通过m*n矩阵进行按键工作状态采集的方法的一些缺点：io占用过多，为解决按键耦合导致的成本上升，较为复杂的电路造成了pcb和工业设计的困难等，提出了解决方法，通过一种基于移位寄存器的矩阵按键工作状态检测方法，使得按键的工作状态检测更为灵敏和正确，同时减少了io和二极管的使用，降低了成本。
8.基于上述目的，一方面，本发明提供了一种基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测方法，其中该方法包括以下步骤：
9.获取多组输出寄存器基础数据；
10.识别输出寄存器基础数据，对输出寄存器进行性能测试，得到性能测试结果；
11.获取性能测试结果，验证输出寄存器性能；
12.以四个5位并行输入串行输出寄存器；
13.通过相邻寄存器的多组接口相连以形成一个20位的并行输入转串行输出寄存器；
14.将b0-b19接至按键的输出引脚。
15.在根据本发明的基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测方法的一些实施例中，所述方法还包括：
16.将每个寄存器的接口分别与对应的总线相连。
17.在根据本发明的基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测方法的一些实施例中，将每个寄存器的接口分别与对应的总线相连时，寄存器的接口为clk、ce与pl接口。
18.在根据本发明的基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测方法的一些实施例中，将每个寄存器的接口分别与对应的总线相连时，对应的总线为clk总线、ce总线与pl总线。
19.在根据本发明的基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测方法的一些实施例中，clk为时钟线，clk所使用的频率为数据处理芯片设定的频率；
20.ce线为锁存线，用于数据的锁存，ce线锁存20位数据的每一位。
21.在根据本发明的基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测方法的一些实施例中，通过相邻寄存器的多组接口相连以形成一个20位的并行输入转串行输出寄存器时，所述多组接口为ds接口以及q7接口。
22.在根据本发明的基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测方法的一些实施例中，pl线为串行数据传输线，用于将移位寄存器输出的串行数据传输给数据处理芯片。
23.本发明的另一方面，还提供了一种基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测系统，所述基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测系统包括：
24.基础数据获取模块，用于获取多组输出寄存器基础数据；
25.性能测试模块，用于识别输出寄存器基础数据，对输出寄存器进行性能测试，得到性能测试结果；
26.性能验证模块，用于获取性能测试结果，验证输出寄存器性能。
27.在根据本发明的基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测系统的一些实施例中，所述系统还包括：
28.寄存器并行模块，以四个5位并行输入串行输出寄存器；
29.接口连接模块，通过相邻寄存器的多组接口相连以形成一个20位的并行输入转串行输出寄存器；
30.引脚按键连接模块，用于将b0-b19接至按键的输出引脚。
31.在根据本发明的基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测系统的一些实施例中，所述系统还包括：
32.总线接口串接模块，用于将每个寄存器的接口分别与对应的总线相连。
33.本发明至少具有以下有益技术效果：本技术针对原先通过m*n矩阵进行按键工作状态采集的方法的一些缺点：io占用过多，为解决按键耦合导致的成本上升，较为复杂的电路造成了pcb和工业设计的困难等，提出了解决方法，通过一种基于移位寄存器的矩阵按键工作状态检测方法，使得按键的工作状态检测更为灵敏和正确，同时减少了io和二极管的使用，降低了成本。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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实施例。
35.在图中：
36.图1示出了传统的矩阵按键检测原理示意图。
37.图2示出了根据本发明的基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测方法的实现流程示意图。
38.图3示出了多组寄存器的电路连接示意图。
39.图4示出了移位寄存器的具体仿真图。
40.图5示出了根据本发明的基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测系统的实施例的示意图。
41.图中：100-基础数据获取模块、200-性能测试模块、300-性能验证模块、400-寄存器并行模块、500-接口连接模块、600-引脚按键连接模块、700-总线接口串接模块。
具体实施方式
42.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
43.需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称的非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备固有的其他步骤或单元。
44.在数字电路中，移位寄存器是一种在若干相同时间脉冲下工作的以触发器为基础的器件，数据以并行或串行的方式输入到该器件中，然后每个时间脉冲依次向左或右移动一个比特，在输出端进行输出。
45.如图1所示，传统的矩阵按键检测原理为：先从poart1的d0,d1,d2,d3(四个行接口)输出高电平，poart2的d0,d1,d2,d3(四个列接口)输出低电平，假设有按键按下，从poart1的四个行接口读取键盘状态。判断四行哪一行变成了低电平，就知道是第几行，再从poart2的四个列接口输出高电平，poart1的四个行接口输出低电平，从poart2的四个列接口读取键盘状态。判断四列哪一列变成了低电平，就知道是第几列，将两次读取结果组合起来就可以得到当前按键的特征编码。使用上述方法我们得到16个键的特征编码。同时因为本质上所有按键是连接在一起的，所以为了减少按键与按键之间的耦合，需要在按键连接时串联一个二极管以防止耦合的发生。
46.传统的按键检测方法存在电路较为复杂，需要使用大量的io口，以4*4按键组成的矩阵按键为例，需要行4+列4共八个io口来实现数据的传输，成本较高。同时因为采用所有按键连接在一起的电路连接方式，所以会存在按键与按键之前的耦合现象，造成输入数据的错误，只能通过将每个按键串联一个二极管的方式解决，增加了成本，因此，针对问题，需要提出一种更优的基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测方法和系统，以降低按键与按键之前的耦合现象。所述基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测方法，包括以下步骤：获取多组输出寄存器基础数据；识别输出寄存器基础数据，对输出寄存器进行性能测试，得到性能测试结果；获取性能测试结果，验证输出寄存器性能；以四个5位并行输入串行输出寄存器；通过相邻寄存器的多组接口相连以形成一个20位的并行输入转串行输出寄存器；将b0-b19接至按键的输出引脚。本技术针对原先通过m*n矩阵进行按键工作状态采集的方法的一些缺点：io占用过多，为解决按键耦合导致的成本上升，较为复杂的电路造成了pcb和工业设计的困难等，提出了解决方法，通过一种基于移位寄存器的矩阵按键工作状态检测方法，使得按键的工作状态检测更为灵敏和正确，同时减少了io和二极管的使用，降低了成本。
47.本发明实施例提供了一种基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测方法，如图2所示，所述基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测方法，具体包括：
48.步骤s10，获取多组输出寄存器基础数据；
49.步骤s20，识别输出寄存器基础数据，对输出寄存器进行性能测试，得到性能测试结果；
50.步骤s30，获取性能测试结果，验证输出寄存器性能；
51.步骤s40，以四个5位并行输入串行输出寄存器；
52.步骤s50，通过相邻寄存器的多组接口相连以形成一个20位的并行输入转串行输出寄存器；
53.步骤s60，将b0-b19接至按键的输出引脚。
54.步骤s70，将每个寄存器的接口分别与对应的总线相连。
55.本技术针对原先通过m*n矩阵进行按键工作状态采集的方法的一些缺点：io占用过多，为解决按键耦合导致的成本上升，较为复杂的电路造成了pcb和工业设计的困难等，提出了解决方法，通过一种基于移位寄存器的矩阵按键工作状态检测方法，使得按键的工
作状态检测更为灵敏和正确，同时减少了io和二极管的使用，降低了成本。
56.需要说明的是，多组输出寄存器的数量可以为20组、40组、60组、100组。
57.示例性的，将每个寄存器的接口分别与对应的总线相连时，寄存器的接口为clk、ce与pl接口，将每个寄存器的接口分别与对应的总线相连时，对应的总线为clk总线、ce总线与pl总线。
58.在本技术中，clk为时钟线，clk所使用的频率为数据处理芯片设定的频率，ce线为锁存线，用于数据的锁存，ce线锁存20位数据的每一位，pl线为串行数据传输线，用于将移位寄存器输出的串行数据传输给数据处理芯片。
59.在本技术中，通过相邻寄存器的多组接口相连以形成一个20位的并行输入转串行输出寄存器时，所述多组接口为ds接口以及q7接口。
60.示例性的，以使用4mhz时钟的芯片为例，若处理20个按键组成的矩阵按键阵列，则每个周期的持续时间为5μs，每个检测周期内20个按键的活动状态(以二进制1/0代表)将通过1*20位并行输入串行输出的移位寄存器(通过5个4位寄存器组合而成)转换为20位的数据输出。
61.如图3所示，提供了多组寄存器的电路连接示意图，以20按键的矩阵键盘为例，使用了四个5位并行输入串行输出寄存器，并通过将相邻寄存器的ds接口与q7接口相连以形成一个20位的并行输入转串行输出寄存器，将b0～b19接至按键的输出引脚，将每个寄存器的clk、ce与pl接口分别与clk总线、ce总线与pl总线相连。
62.其中，clk为时钟线。所使用的频率为数据处理芯片(本项发明中未涉及)设定的频率。ce线为锁存线，用于数据锁存相关的功能，可分别锁存20位数据的每一位，主要用于后续的消除抖动等功能(本项发明中未涉及)。
63.pl线为串行数据传输线，用于将移位寄存器输出的串行数据传输给数据处理芯片(本项发明中未涉及)。
64.在每一个扫描周期内，每个按键的工作状态(1或者0)将通过b0～b19二十个引脚输入给移位寄存器，因为扫描周期的时间跨度足够小(以时钟频率为4mhz，20键组成的矩阵键盘为例，每个扫描周期为5μs)，所以该周期内按键的状态可以视为固定不变的，所以20位按键的工作状态可以在20个clk周期内转为串行数据的形式通过pl线输出。
65.如图4所示，示出了移位寄存器的具体仿真图，该图演示的是一个单个的八位并行输入串行输出移位寄存器，din0～7为并行输入，q为串行输出。可以看到在一个工作周期(8个clk)内，移位寄存器将并行输入转换为串行输出。
66.本发明实施例提供了一种基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测系统，如图5所示，所述基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测系统，具体包括：
67.基础数据获取模块100，用于获取多组输出寄存器基础数据；
68.性能测试模块200，用于识别输出寄存器基础数据，对输出寄存器进行性能测试，得到性能测试结果；
69.性能验证模块300，用于获取性能测试结果，验证输出寄存器性能。
70.寄存器并行模块400，以四个5位并行输入串行输出寄存器；
71.接口连接模块500，通过相邻寄存器的多组接口相连以形成一个20位的并行输入转串行输出寄存器；
72.引脚按键连接模块600，用于将b0-b19接至按键的输出引脚。
73.总线接口串接模块700，用于将每个寄存器的接口分别与对应的总线相连。
74.本技术针对原先通过m*n矩阵进行按键工作状态采集的方法的一些缺点：io占用过多，为解决按键耦合导致的成本上升，较为复杂的电路造成了pcb和工业设计的困难等，提出了解决方法，通过一种基于移位寄存器的矩阵按键工作状态检测方法，使得按键的工作状态检测更为灵敏和正确，同时减少了io和二极管的使用，降低了成本。
75.示例性的，将每个寄存器的接口分别与对应的总线相连时，寄存器的接口为clk、ce与pl接口，将每个寄存器的接口分别与对应的总线相连时，对应的总线为clk总线、ce总线与pl总线。
76.在本技术中，clk为时钟线，clk所使用的频率为数据处理芯片设定的频率，ce线为锁存线，用于数据的锁存，ce线锁存20位数据的每一位，pl线为串行数据传输线，用于将移位寄存器输出的串行数据传输给数据处理芯片。
77.如图3所示，提供了多组寄存器的电路连接示意图，以20按键的矩阵键盘为例，使用了四个5位并行输入串行输出寄存器，并通过将相邻寄存器的ds接口与q7接口相连以形成一个20位的并行输入转串行输出寄存器，将b0～b19接至按键的输出引脚，将每个寄存器的clk、ce与pl接口分别与clk总线、ce总线与pl总线相连。
78.其中，clk为时钟线。所使用的频率为数据处理芯片(本项发明中未涉及)设定的频率。ce线为锁存线，用于数据锁存相关的功能，可分别锁存20位数据的每一位，主要用于后续的消除抖动等功能(本项发明中未涉及)。
79.pl线为串行数据传输线，用于将移位寄存器输出的串行数据传输给数据处理芯片(本项发明中未涉及)。
80.在每一个扫描周期内，每个按键的工作状态(1或者0)将通过b0～b19二十个引脚输入给移位寄存器，因为扫描周期的时间跨度足够小(以时钟频率为4mhz，20键组成的矩阵键盘为例，每个扫描周期为5μs)，所以该周期内按键的状态可以视为固定不变的，所以20位按键的工作状态可以在20个clk周期内转为串行数据的形式通过pl线输出。
81.如图4所示，示出了移位寄存器的具体仿真图，该图演示的是一个单个的八位并行输入串行输出移位寄存器，din0～7为并行输入，q为串行输出。可以看到在一个工作周期(8个clk)内，移位寄存器将并行输入转换为串行输出。
82.本发明实施例还提供的一种计算机设备，该计算机设备包括显示屏、存储器、处理器、以及计算机程序，其中所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测方法，具体而言，所述基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测方法，包括：
83.步骤s10，获取多组输出寄存器基础数据；
84.步骤s20，识别输出寄存器基础数据，对输出寄存器进行性能测试，得到性能测试结果；
85.步骤s30，获取性能测试结果，验证输出寄存器性能；
86.步骤s40，以四个5位并行输入串行输出寄存器；
87.步骤s50，通过相邻寄存器的多组接口相连以形成一个20位的并行输入转串行输出寄存器；
88.步骤s60，将b0-b19接至按键的输出引脚。
89.步骤s70，将每个寄存器的接口分别与对应的总线相连。
90.可以理解的是，在本发明提供的优选实施例中，该计算机设备还可以为笔记本电脑、个人数字助理(personal digital assistant，pda)、手机等可以进行通信的设备。
91.本发明实施还提供了的一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测方法，具体而言，所述基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测方法，包括：
92.步骤s10，获取多组输出寄存器基础数据；
93.步骤s20，识别输出寄存器基础数据，对输出寄存器进行性能测试，得到性能测试结果；
94.步骤s30，获取性能测试结果，验证输出寄存器性能；
95.步骤s40，以四个5位并行输入串行输出寄存器；
96.步骤s50，通过相邻寄存器的多组接口相连以形成一个20位的并行输入转串行输出寄存器；
97.步骤s60，将b0-b19接至按键的输出引脚。
98.步骤s70，将每个寄存器的接口分别与对应的总线相连。
99.示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块，一个或者多个模块被存储在存储器中，并由处理器执行，以完成本发明。一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在终端设备中的执行过程。例如，上述计算机程序可以被分割成上述各个系统实施例提供的基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测系统的单元或模块。
100.本领域技术人员可以理解，上述终端设备的描述仅仅是示例，并不构成对终端设备的限定，可以包括比上述描述更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
101.所称处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，上述处理器是上述终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个用户终端的各个部分。
102.上述存储器可用于存储计算机程序和/或模块，上述处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现上述终端设备的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如信息采集模板展示功能、产品信息发布功能等)等；存储数据区可存储根据基于移位寄存器的矩阵按键活动状态检测系统的使用所创建的数据(比如不同产品种类对应的产品信息采集模板、不同产品提供方需要发布的产品信息等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内
存、插接式硬盘，智能存储卡(smart media card，smc)，安全数字(secure digital，sd)卡，闪存卡(flash card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
103.终端设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例系统中的全部或部分模块/单元，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个系统实施例的功能。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
104.本技术针对原先通过m*n矩阵进行按键工作状态采集的方法的一些缺点：io占用过多，为解决按键耦合导致的成本上升，较为复杂的电路造成了pcb和工业设计的困难等，提出了解决方法，通过一种基于移位寄存器的矩阵按键工作状态检测方法，使得按键的工作状态检测更为灵敏和正确，同时减少了io和二极管的使用，降低了成本。
105.以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
106.应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
107.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。