[发明专利]一种键盘矩阵分析结构及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种键盘矩阵分析结构及方法，具体涉及矩阵键盘阵列的分析结构与方法。

背景技术

键盘是最常见的计算机输入设备，它广泛应用于微型计算机和各种终端设备上。计算机操作者通过键盘向计算机输入各种指令、数据，指挥计算机的工作。计算机的运行情况输出到显示器，操作者可以很方便地利用键盘和显示器与计算机对话，对程序进行修改、编辑，控制和观察计算机的运行。在笔记本电脑的开发过程中，键盘作为外界和电脑交互的主要手段，键盘相关功能的开发对于整个系统的开发起着决定性的作用。

矩阵键盘由行线和列线交织而成，按键位于行线和列线的交点上，以行线与列线所构成的键盘矩阵的结构对应于实际键盘的按键。电脑通过行线发出信号，通过列线读取信号，从而确定某个按键的位置。因此只有键盘的行线和键盘接口的行线连接到一起，键盘的列线与键盘接口的列线连接到一起，键盘才能正常工作。

针对键盘接口，需要特定的键盘与之匹配，如果定做与之匹配的键盘需要额外的时间与费用。因此通常使用另外一种方法：对任意一个键盘找出键盘的行线和列线，然后通过转接的方式把键盘的行线与键盘接口的行线连接，把键盘的列线与键盘接口的列线连接。

现有技术中通常使用以下方法分析键盘的行线与列线：按下某个按键，测量所有的行线与列线的电压变化情况，确定该键对应的行线和列线，并保存数据；把所有按键的行线与列线测量完毕后，再根据测量后的所有数据来推断哪些是行线，哪些是列线。这种方法工作量大，消耗大量的时间与精力，效率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种键盘矩阵分析结构与方法，高效的分析整个键盘矩阵的行线、列线与空闲线，操作简便，并大大缩短分析时间，降低开发成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种键盘矩阵分析结构，包括：主控制芯片、键盘接口、LED显示板、COM口通信模块与模式切换按键。其中，主控制芯片，接收键盘接口与模式转换开关的信号，负责运算以及控制系统进行扫描、分析并显示结果；键盘接口，连接键盘与主控制芯片；LED显示板，接收主控制芯片的输出信号，显示按键所在的行与列与键盘行列分析的结果；COM口通信模块，接收主控制芯片的输出信号，输出分析结果至电脑，并更新主控制芯片的程序；模式转换开关，负责系统在扫描模式与分析模式之间切换。

当系统工作于扫描模式下，按下任意一个按键后，LED显示板显示该按键所在的行和列，COM口通信模块把行列信息发送至电脑；按下键盘上的所有按键后，转换系统工作模式，使系统工作于显分析模式下，根据扫描模式下得到的所有按键的行列信息分析键盘的行线、列线与空闲线，并通过LED显示板显示，同时把键盘的行列信息通过COM口通信模块发送到电脑。

LED显示板上的每个LED灯都连接一行线或一列线，且每个键盘按键都连接一行线与一列线，因此当系统工作于扫描模式时，按下任意一个按键后，有2个LED灯被点亮，其中一个LED灯连接一行线，另一个LED灯连接一列线，且一行线或列线连接的LED灯越多表示该行线或列线连接的键盘按键数越多。

模式转换开关使用自锁按键开关，弹出自锁按键开关时，自锁按键开关连接高电平，系统工作于扫描模式，按下自锁按键开关时，自锁按键开关接地，系统工作于分析模式。

基于以上的键盘矩阵分析结构，本发明还提出了键盘矩阵的分析方法，具体包括以下步骤：

1、判断系统是否处于扫描模式，若系统工作于分析模式，则弹出模式转换开关；

2、逐个按下键盘上的所有按键，每按下一个按键，代表该按键所在的行与列的LED灯被点亮，松开按键后，该LED灯熄灭，同时按键的位置信息将传输到COM口通信模块；

3、按下模式转换开关，使系统工作于分析模式；

4、输出行线与列线的分析结果至LED显示板与COM口通信模块，LED显示板上显示键盘上的行线与列线的分布，代表行线的LED灯被点亮，代表列线的LED灯熄灭，代表空闲线的LED灯闪烁；同时，通过COM口通信模块，行线与列线的分析结果传输至电脑。

当系统处于扫描模式时，对所有行线与列线标号，并设置任意一行线或列线的引脚为低电平，其他行线或列线的引脚为高电平；计算所有行线与列线的引脚的电平，判断按下的按键是否在引脚设置为低电平的行线或列线上，并检测由高电平变为低电平的引脚，记录引脚为低电平的两个引脚的标号。