[实用新型]I/O接口电路及包含该电路的按键扫描装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及键盘接口及键盘按键扫描技术领域，尤其涉及一种I/O接口电路和低功耗按键扫描装置。

背景技术

现有产品对整机的功耗要求越来越严格，尤其是在整机处于待机状态时，键盘作为整机人机接口的常用部件，其功耗为整机功耗中的一部分，降低键盘功耗尤为重要。键盘在按键扫描时，按键一端由按键输出端输出固定电平，按键另一端的按键输入端由上拉或下拉电阻提供一个与前者相反的初始电平，当有按键按下时，按键输入端的上拉或下拉状态被相反的电平驱动，产生电平跳变，由此判断有按键产生。参照图1，以键盘中的按键K01′在扫描时为例，按键K01′的两端分别连接有I/O接口P0和I/O接口P1， I/O接口P0上通过上拉电阻R0′连接有MOS管MP0′，MOS管MP0′的漏极与上拉电阻R0′相连，MOS管MP0′的源极连接有VDD，MOS管MP0′的栅极为控制端，I/O接口P0上还通过MOS管MN0′与GND相连，MOS管MN0′的栅极为控制端；相对应的，I/O接口P1也分别连接有MOS管MP1′、上拉电阻R1′和MOS管MN1′。在单个按键检测时，按键K01′的两端需要配置成逻辑相反的电平，既配置I/O接口P0处于输出低电平状态，I/O接口P1处于带上拉输入状态，也可将I/O接口P1和I/O接口P0的状态对调，当有按键按下时，I/O接口P1检测电平跳变，判断有按键产生，图1中虚线部分为检测到按键时电流走向。

在按键扫描过程中，不可避免需要在按键两端的I/O接口进行输出状态和带相反电平上拉/下拉的输入状态之间切换，由于器件封装以及外部键盘连接等因素，每一个I/O接口上都有寄生电容存在，I/O接口的状态每进行一次电平切换，实际上是VDD通过上拉电阻对I/O接口寄生电容的充电过程，或者是I/O接口寄生电容通过下拉电阻对GND的放电过程。一般上下拉电阻越大，则充放电过程越长，电平切换沿越缓，由此在I/O接口的输入级CMOS电路上产生的电流也越大，功耗也就越高。但是，为了有效的保证按键两端的电平逻辑相反，上下拉电阻不能设置的太小，而为了减小I/O接口电平切换的时间，上下拉电阻不能设置的太大。现有技术中为了确保按键的有效检测，造成输入级CMOS电路上的电流较大，使键盘在按键检测时的功耗也较高。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有I/O接口电路在由输出状态切换到输入状态时，I/O接口电平状态切换缓慢、I/O接口输入级电流大，造成待机时I/O接口状态切换功耗高的问题，提供了一种I/O接口电平切换迅速、I/O接口输入级电流小的I/O接口电路和低功耗按键扫描装置。

为解决上述问题，本实用新型的一种技术方案是：

一种I/O接口电路，包括与I/O接口相连的输出状态控制模块和第一输入状态控制模块，输出状态控制模块包括顺次相连的第一固定电平和第一开关单元，第一开关单元的另一端与I/O接口相连，第一输入状态控制模块包括顺次相连的第二固定电平、第二开关单元和第二电阻单元，第二电阻单元的另一端与I/O接口相连，第一开关单元和第二开关单元的控制端连接有用于控制开关单元导通或断开的开关控制器，第一固定电平与第二固定电平逻辑相反，所述I/O接口电路还连接有第二输入状态控制模块，第二输入状态控制模块设有用于缩短I/O接口电平切换时间的第一电阻单元和第三开关单元，第二固定电平、第三开关单元和第一电阻单元顺次相连，第一电阻单元的另一端与I/O接口相连，第三开关单元的控制端与开关控制器相连；开关控制器输出控制信息控制第一开关单元、第二开关单元和第三开关单元的导通状态，并分别配置与导通的第一开关单元所在模块相连的I/O接口为输出第一固定电平状态，与导通的第二开关单元所在模块相连的I/O接口为第一输入状态，与导通的第三开关单元所在模块相连的I/O接口为第二输入状态；所述开关控制器至少包括一组控制信息，使处于输出第一固定电平状态的I/O接口配置为第二输入状态。