專利名稱：中英文電腦學(xué)習(xí)機鍵盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種家用電腦學(xué)習(xí)機，具體來說是屬于一種結(jié)合學(xué)習(xí)與游戲一體的中英文電腦學(xué)習(xí)機。
目前已有一些廠家開發(fā)了中英文電腦學(xué)習(xí)機，這種機是在現(xiàn)有的游戲機的基礎(chǔ)上開發(fā)一個鍵盤裝置，通過在鍵盤內(nèi)設(shè)置一個鍵盤掃描電路和設(shè)定數(shù)據(jù)庫對鍵位進行定義，就可提供中英文電腦學(xué)習(xí)功能。一般鍵盤內(nèi)的掃描電路和對的鍵位定義從硬件上決定了鍵盤的工作方式，同時需軟件配合。鍵盤的工作方式一般可分為兩類，一類是101個鍵工作方式；另一類是非101鍵工作方式。101鍵鍵盤工作方式類似于普通計算機鍵盤工作方式，也就是鍵盤上最右部的數(shù)字鍵區(qū)應(yīng)有功能鍵功能和數(shù)字鍵功能，并且是通過一個鍵來選擇二者之一的功能。而非101鍵鍵盤的工作方式是在鍵盤上無數(shù)字鍵區(qū)，或即使有數(shù)字鍵區(qū)也不可能提供兩種功能，只是提供一種或是數(shù)字鍵功能或是功能鍵的功能。一般非101鍵鍵盤掃描電路由9根描線，8根列線組成，即有72個鍵位；而101鍵鍵盤的則至少由12根行掃描線，8根列線組成，即有96個鍵位。目前市場上各種學(xué)習(xí)機鍵盤的掃描電路設(shè)計和對鍵位定義不同，由于鍵盤工作需軟硬件配合，所以不利于軟件編程，因此應(yīng)用軟件的通用性很差，對101鍵鍵盤編制的學(xué)習(xí)軟件只能用于96鍵位的硬件電路，而不能在其它非101鍵鍵盤上運行。使得一些電腦學(xué)習(xí)機軟件不能在同時在上述兩種鍵盤上運行，因通用性差，限制了它們的使用范圍。
本實用新型的目的是設(shè)計一種101鍵的中英文學(xué)習(xí)機鍵盤，并對其掃描電路中的96個鍵位進行定義，使該鍵盤便于編制軟件，并且使對該101鍵鍵盤編制的中英文學(xué)習(xí)軟件和一些對其它非101鍵鍵盤編制的中英文學(xué)習(xí)軟件都能夠在上述兩種鍵盤上運行，以增加它們的通用性，即使它們相互兼容。
本實用新型可采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)中英文電腦學(xué)習(xí)機鍵盤由外殼［4］、按鍵［5］、鍵盤掃描電路組成；鍵盤掃描電路包括鍵位矩陣形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)［1］、十六進制計數(shù)譯碼器［2］及多路轉(zhuǎn)換器［3］，鍵位矩陣形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)由12條行線和8條列線排列起來，組成96個鍵位的掃描電路，在行線和列線的交叉處接上一個開關(guān)(按鍵)，鍵位矩陣形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的行線連接十六進制計數(shù)譯碼器的輸出端，鍵位矩陣形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的列線連接多路轉(zhuǎn)換器的輸入端，由多路轉(zhuǎn)換器把鍵盤數(shù)據(jù)輸出到電腦的數(shù)據(jù)總線上，其特征在于所述的十六進制計數(shù)譯碼器［2］其輸出線第0～8條和第10～12條，作為鍵位矩陣形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)［1］行掃描信號線，其輸出線第9條作為該96鍵位掃描電路和其它72鍵位掃描電路的鑒別信號線，該線通過一個二極管D接到鍵位矩陣形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)列線上。
本實用新型在上述的技術(shù)方案中，多路轉(zhuǎn)換器［3］可采用八與四多路轉(zhuǎn)換器［3］。
本實用新型在上述的技術(shù)方案中，鑒別信號線可連接到任意一條列線上。
本實用新型在上述的技術(shù)方案中，掃描電路的鍵位排列定義的方法是鍵位矩陣形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)［1］中，部分鍵位排列定義與其它需要兼容的72鍵位的定義相同，即鍵位矩陣形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)中0～8行內(nèi)的鍵位定義與其它需要兼容的72鍵位定義一樣，而其余部分鍵位可根據(jù)需要定義。
本實用新型在上述技術(shù)方案中，還設(shè)計一個相應(yīng)的程序來掃描鍵盤讀取數(shù)據(jù)并判斷掃描電路是96鍵位還是72鍵位。該程序開始先由十六進制計數(shù)譯碼器［1］輸出行掃描信號，掃描鍵盤，讀取列線的數(shù)據(jù)儲存，當(dāng)程序完成鍵位矩陣形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的0～8行掃描后，再由上述計數(shù)譯碼器的鑒別信號輸出線發(fā)出鑒別信號，然后讀出列線上的數(shù)據(jù)，判斷連接鑒別信號線那條列線的數(shù)據(jù)狀態(tài)，從而判斷該掃描電路是96鍵位還是72位鍵，如果是96鍵位就繼續(xù)掃描鍵位矩陣形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的10～12行，讀取列線的數(shù)據(jù)儲存；如果是72鍵位則完成鍵位矩陣形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的掃描。
以下結(jié)合附圖，對本實用新型作進一步說明。


圖1是本實用新型的狀態(tài)示意圖；圖2是96鍵位掃描電路方框圖；圖3是十六進制計數(shù)譯碼器［2］輸出低電平有效掃描電路圖；圖4是十六進制計數(shù)譯碼器［2］輸出高電平有效掃描電路圖；圖5是鍵位矩陣形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)［1］的放大電路圖圖6是圖3所示電路圖中十六進制計數(shù)譯碼器［2］部分放大圖；圖7是圖3所示電路圖中八與四多路轉(zhuǎn)換器［3］部分放大圖；中英文電腦學(xué)習(xí)機鍵盤包括外殼［4］、按鍵［5］，如圖1所示，其內(nèi)部設(shè)置有鍵盤掃描電路。
鍵盤掃描電路的結(jié)構(gòu)方框圖如圖2所示，由鍵位矩陣形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)［1］、十六進制的計數(shù)譯碼器［2］、多路轉(zhuǎn)換器［3］組成。十六進制計數(shù)譯碼器［2］是，其輸出輸出行掃描信號和鑒別信號到鍵位矩陣形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)［1］，鍵位矩陣形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)［1］的列線數(shù)據(jù)通過多路轉(zhuǎn)換器輸出到數(shù)據(jù)總線。
鍵盤掃描電路的結(jié)構(gòu)如圖3所示。圖3為十六進制計數(shù)譯碼器［2］輸出低電平有效電路圖。十六進制計數(shù)譯碼器［2］是結(jié)合計數(shù)和譯碼功能一體的器件，它有13個輸出端(Q0～Q12)和5個輸入端(A、B、Y、CP、R)，其輸入受電腦CPU的控制，計數(shù)時Q0～Q12順序輸出低電平，如圖6所示。鍵位矩陣形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)［1］由12條行線，8條列線組合起來，組成了96鍵位掃描電路，行線KQ0～KQ8和KQ10～KQ12分別接到十六進制計數(shù)譯碼器［2］的Q0～Q8及Q10～Q12的12個輸出端，作為行掃描信號線；列線KD0～KD7分別接到八與四多路轉(zhuǎn)換器［3］的1A～4A和1B～4B共8個輸入端，作為鍵盤數(shù)據(jù)輸出線。多路轉(zhuǎn)換器采用普通的74LS158，如圖7所示。十六進制計數(shù)譯碼器［2］的Q9輸出端通過一個二極管D接到列線KD4上，作為96鍵位與72鍵位掃描電路的鑒別信號線(如果是72鍵位的掃描電路該Q9輸出端與列線不連接)，二極管D反向連接的作用是保證當(dāng)鑒別線的信號為高電平時，該信號對鍵盤正常掃描數(shù)據(jù)不產(chǎn)生影響，即對列線KD4的數(shù)據(jù)沒有影響。在行和列的交叉處接上一個開關(guān)，定義每一交叉點上開關(guān)的功能與普通鍵盤的功能相同，其定義方法如圖5所示，其中KQ0～KQ8行線內(nèi)每一交叉點定義的功能與所需兼容的72鍵位掃描電路相應(yīng)點定義的功能相同。根據(jù)這種電路組成方式，再設(shè)計相應(yīng)的程序運行，則可達到本實用新型的目的。
圖3所示的鍵盤掃描電路工作原理是這樣的，通過運行設(shè)定的程序，十六進制計數(shù)譯碼器［2］的“復(fù)位”和“計數(shù)”是受電腦學(xué)習(xí)機的CPU控制，即八與四多路轉(zhuǎn)換器［3］的A／B“選擇”端也是由CPU控制，可通過“選擇”端A／B，將8位數(shù)據(jù)分兩次輸出到數(shù)據(jù)總線上，十六進制計數(shù)譯碼器［2］在“計數(shù)”狀態(tài)下逐個輸出行掃描信號Q0～Q8，由KQ0行線開始，每一行順序掃描，每掃描一行就讀一次列線數(shù)據(jù)儲存，當(dāng)程序完成鍵位矩陣形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)［1］的0～8行的掃描后，上述十六進制計數(shù)譯碼器［2］的Q9端繼續(xù)輸出鑒別信號，這時線鑒別信號KQ9是低電平，CPU繼續(xù)讀出列線上的數(shù)據(jù)作為分析的數(shù)據(jù)用，分析該數(shù)據(jù)中連接鑒別信號線的那條列線上數(shù)據(jù)的狀態(tài)，如果這位數(shù)據(jù)與輸入的鑒別信號KQ9一致，則說明該鍵盤是96鍵位掃描電路；否則說明鑒別信號線沒有連接到鍵位矩陣形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)［1］的列線上，該掃描電路是72鍵位的。如果是96鍵位，就繼續(xù)掃描鍵位矩陣形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)［1］的10～12行，讀取列線數(shù)據(jù)儲存；如果是72鍵位的，則完成鍵位矩陣形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的掃描。讀取完數(shù)據(jù)后，再根據(jù)鍵位定義，對這些數(shù)據(jù)進行分析，就可知道是哪一個鍵被按下。
與本掃描電路相配合的軟件工作流程為如圖8所示。
圖4是十六進制計數(shù)譯碼器［2］輸出高電平有效的鍵盤掃描電路圖，其工作原理與圖3所示的掃描電路工作原理基本一樣。因為該十六進制計數(shù)譯碼器［2］輸出高電平時為掃描信號，為了防止十六進制計數(shù)譯碼器［2］有效輸出端發(fā)出高電平信號時，十六進制計數(shù)譯碼器［2］的其他低電平輸出端對列線數(shù)據(jù)有影響，因此在十六進制計數(shù)譯碼器［2］與矩陣形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)［1］之間每條行線正向串聯(lián)有一個二極管，即D0～D12。在圖4還有一個與非門U，即74LS00，該與非門的輸出通過電阻R0～R7分別連接到列線KD0～KD7，它的輸入由CPU控制，當(dāng)讀鍵盤數(shù)據(jù)時，它輸出高電平時；當(dāng)不讀鍵盤數(shù)據(jù)時U輸出低電平，此時可使用游戲棒玩游戲。
本實用新型可與其他所需兼容的72鍵位的非101鍵鍵盤中英文學(xué)習(xí)機兼容，具有電路簡單，通用性好的優(yōu)點。
權(quán)利要求1.一種中英文電腦學(xué)習(xí)機鍵盤，由外殼[4]、按鍵[5]、鍵盤掃描電路組成；掃描電路由鍵位矩陣形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)[1]、十六進制計數(shù)譯碼器[2]及多路轉(zhuǎn)換器[3]組成，鍵位矩陣形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)由12條行線和8條列線排列起來，組成了96鍵位的掃描電路，在行線和列線的交叉處接上一個開關(guān)(按鍵)，鍵位矩陣形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)[1]的行線連接十六進制計數(shù)譯碼器[2]的輸出端，鍵位矩陣形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)[1]的列線連接多路轉(zhuǎn)換器[3]的輸入端，由多路轉(zhuǎn)換器把鍵盤的數(shù)據(jù)輸出到電腦的數(shù)據(jù)總線上，其特征在于所述的十六進制計數(shù)譯碼器[2]其輸出線第0～8條和第10～12條作為鍵位矩陣形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)[1]行掃描信號線，其輸出線第9條作為該96鍵位掃描電路和其它72鍵位掃描電路的鑒別信號線，該線通過一個二極管D接到鍵位矩陣形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)[1]的列線上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中英文電腦學(xué)習(xí)機鍵盤，其特征在于所述的多路轉(zhuǎn)換器是八與四多路轉(zhuǎn)換器［3］。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的中英文電腦學(xué)習(xí)機鍵盤，其特征在于鑒別信號線可連接到任意一條列線上。
專利摘要一種中英文電腦學(xué)習(xí)機鍵盤，由外殼(4)、按鍵(5)、鍵盤掃描電路組成；掃描電路包括鍵位矩陣形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)(1)、十六進制的計數(shù)譯碼器(2)、多路轉(zhuǎn)換器(3)組成。十六進制計數(shù)譯碼器(2)輸出行掃描信號和鑒別信號到鍵位矩陣形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)(1)，鍵位矩陣形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)(1)的列線數(shù)據(jù)通過多路轉(zhuǎn)換器輸出到數(shù)據(jù)總線。本實用新型可與其他所需兼容的72鍵位的非101鍵鍵盤中英文學(xué)習(xí)機兼容，具有電路簡單，通用性好的優(yōu)點。
文檔編號G06F3/02GK2209352SQ94230840
公開日1995年10月4日 申請日期1994年11月22日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月22日
發(fā)明者趙強 申請人:中山市小霸王電子工業(yè)公司