專利名稱：用于多位數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)環(huán)境下的按鍵掃描的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
用于多位數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)環(huán)境下的按鍵掃描的裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種按鍵掃描技術(shù)，特別涉及一種用于多位數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)環(huán)境下的按鍵掃描的裝置。
背景技術(shù)：
[0002]數(shù)碼管按照發(fā)光二極管單元的連接方式可分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。 共陽極數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(com)的數(shù)碼管，共陽極數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極接到高電平，當(dāng)某一字段(seg)發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。共陰極數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極 (com)的數(shù)碼管，共陰極數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極接到低電平，當(dāng)某一字段(seg)發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。常見的數(shù)碼管為8段數(shù)碼管，每I位該數(shù)碼管包括“日”字形狀的7個(gè)字段(a、b、C、d、e、f、g)，以及作為“小數(shù)點(diǎn)”的I個(gè)字段(dp)。[0003]在傳統(tǒng)技術(shù)方案一中，每位數(shù)碼管的seg端復(fù)用顯示驅(qū)動(dòng)芯片的I/O端口，相應(yīng)的 I/O端口稱為seg端口 ；而不同數(shù)碼管的com端則分別連接到顯示驅(qū)動(dòng)芯片上的其他I/O端口，相應(yīng)的I/O端口稱為com端口。顯示驅(qū)動(dòng)芯片以時(shí)分復(fù)用的方式驅(qū)動(dòng)各位數(shù)碼管，使每位數(shù)碼管循環(huán)地輪流顯示。[0004]圖1中，數(shù)碼管LEDl和LED2的seg端共用顯示驅(qū)動(dòng)芯片的I/O端口 SI S8，而 com端則分別連接到S9和SlO。1/0端口 SI S8連接到按鍵陣列的行，S9和SlO連接到按鍵陣列的列。[0005]圖2中，Vh表示1/0端口輸出的高電壓，八表示1/0端口輸出的低電壓，Z表示I/ O端口的高阻態(tài)。數(shù)碼管顯示和按鍵掃描分時(shí)進(jìn)行。在數(shù)碼管顯示時(shí)隙中，獨(dú)立的1/0端口控制數(shù)碼管的corn端，驅(qū)動(dòng)各個(gè)數(shù)碼管依次顯示。在按鍵掃描時(shí)隙中，1/0端口逐行或逐列地掃描按鍵陣列。[0006]在傳統(tǒng)技術(shù)方案一中，顯示驅(qū)動(dòng)芯片在每位數(shù)碼管的顯示時(shí)隙內(nèi)僅有一個(gè)com端口是有效的，其它的com端口均處于無效或空閑狀態(tài)，以確保其他數(shù)碼管不被選通。傳統(tǒng)技術(shù)方案一在數(shù)碼管顯示時(shí)隙內(nèi)僅通過高電壓V1^P低電壓'來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的顯示。所以，為了不會(huì)造成多個(gè)數(shù)碼管同時(shí)顯示，com端口必須是獨(dú)立的1/0端口，com端口的個(gè)數(shù)等于數(shù)碼管的個(gè)數(shù)。因此，驅(qū)動(dòng)I位8段數(shù)碼管需要I個(gè)com端口和8個(gè)seg端口，共需要9個(gè)I/ O端口 ；驅(qū)動(dòng)2位8段數(shù)碼管需要2個(gè)com端口和8個(gè)seg端口，共需要10個(gè)1/0端口 ；驅(qū)動(dòng)M位N段數(shù)碼管需要M個(gè)com端口和N個(gè)seg端口，共需要M+N個(gè)1/0端口。在多位數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用中，這種方案會(huì)占用芯片較多的1/0端口。過多的顯示驅(qū)動(dòng)端口導(dǎo)致了較高的芯片成本和封裝成本。[0007]2003 年，Maxim 公司的 Charlie Allen 提出了 Charlieplexing 技術(shù)，利用 1/0 端口的狀態(tài)特點(diǎn)和發(fā)光二極管的單向?qū)ㄔ?，?shí)現(xiàn)了數(shù)碼管顯示時(shí)隙中com端口和seg端口的復(fù)用，減少了多位數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)所需要的1/0端口個(gè)數(shù)。[0008]圖3中，數(shù)碼管L EDl LED10的com端分別連接到芯片的1/0端口 SI S10。LEDl的8個(gè)seg端連接到SI之外的I/O端口，即S2 S9 ；LED2的8個(gè)seg端連接到S2 之外的I/O端口，即S1、S3 S9 ;依次類推，LEDlO的8個(gè)seg端連接到SlO之外的I/O端口，即 SI S8。[0009]圖4中，在數(shù)碼管顯示時(shí)隙內(nèi)，I/O端口不再獨(dú)立地區(qū)分為com端口和seg端口， 而是將com端口和seg端口合并到一起,通過時(shí)分復(fù)用的方式來區(qū)分com端口和seg端口。 在連接關(guān)系上，一個(gè)I/O端口即是某一數(shù)碼管的seg端口，又是另一數(shù)碼管的com端口。[0010]然而，這種方法將數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)端口通過時(shí)分復(fù)用的方式用于按鍵掃描時(shí)，需要占用額外的I/o端口或者使用外圍元器件，否則按鍵掃描會(huì)影響數(shù)碼管的顯示。在這種技術(shù)方案中，I/O端口既作為一個(gè)數(shù)碼管的seg端口，又作為另一個(gè)數(shù)碼管的com端口，任意兩個(gè)1/0端口都可能連接到一個(gè)字段的兩端。所以，要在按鍵掃描時(shí)隙內(nèi)使所有的字段均不亮，則不允許任何兩個(gè)1/0端口之間存在電壓差。按鍵掃描是通過檢測1/0端口的電平變化來實(shí)現(xiàn)的，因此在按鍵掃描時(shí)隙內(nèi)，某些1/0端口之間必然存在著電壓差。如果將數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)端口復(fù)用為按鍵掃描端口，則在按鍵掃描時(shí)隙中會(huì)有字段被點(diǎn)亮，導(dǎo)致數(shù)碼管顯示混亂。綜上所述，這種技術(shù)方案在不占用額外的1/0端口或者使用外圍元器件的條件下，不能夠?qū)?shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)端口復(fù)用于按鍵掃描。在數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)和按鍵掃描的應(yīng)用場景中，尤其在多位數(shù)碼管和多個(gè)按鍵的情況下，該方案將會(huì)占用較多的1/0端口。實(shí)用新型內(nèi)容[0011]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種節(jié)省對(duì)顯示驅(qū)動(dòng)芯片的 I/o資源的占用，減少顯示驅(qū)動(dòng)芯片的引腳個(gè)數(shù)，降低顯示驅(qū)動(dòng)芯片的封裝成本，減少顯示驅(qū)動(dòng)芯片外圍的元器件，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性的用于多位數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)環(huán)境下的按鍵掃描的裝置。[0012]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是:用于多位數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)環(huán)境下的按鍵掃描的裝置，包括顯示驅(qū)動(dòng)芯片，所述顯示驅(qū)動(dòng)芯片具有多個(gè)1/0端口 ；所述1/0端口具有多個(gè)內(nèi)置電壓，包括用于數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)的高電壓Vh和低電壓 '，用于按鍵掃描的按鍵掃描電壓Vs 和按鍵掃描默認(rèn)電壓VPD，以及參考電壓Vk ;所述按鍵掃描默認(rèn)電壓Vpd的驅(qū)動(dòng)能力小于按鍵掃描電壓Vs的驅(qū)動(dòng)能力；所述1/0端口具有輸出緩沖器、譯碼裝置、比較裝置、開關(guān)S1、開關(guān) S2 ;所述輸出緩沖器具有使能和非使能兩個(gè)狀態(tài)。[0013]見圖5，所述輸出緩沖器的電源端連接高電壓V1^P低電壓'，輸出緩沖器的輸入端連接信號(hào)Dispwt端，輸出緩沖器的輸出端連接1/0端口 ；所述譯碼裝置的輸入端分別連接數(shù)碼管顯示使能信號(hào)ENmsp端和按鍵掃描使能信號(hào)ENltey端，譯碼裝置的輸出端分別連接輸出緩沖器的使能端和開關(guān)SI的受控端；所述比較裝置具有參考電壓\，比較裝置的輸入端連接開關(guān)SI和S2的公共端，比較裝置的輸出端連接信號(hào)KeyiJ^ ;所述開關(guān)SI的選擇端根據(jù)其控制信號(hào)的狀態(tài)與1/0端口相連接或斷開；所述開關(guān)S2的受控端連接控制信號(hào)Keywt 端，開關(guān)S2的選擇端根據(jù)控制信號(hào)Keywt端的狀態(tài)連接按鍵掃描電壓Vs或者按鍵掃描默認(rèn)電壓Vpd。[0014]所述譯碼裝置控制輸出緩沖器的使能狀態(tài)和開關(guān)SI的通斷狀態(tài)，譯碼裝置可由不同的邏輯電路來實(shí)現(xiàn)。所述譯碼裝置可以由與門和非門組成；所 述與門的輸入端分別連接數(shù)碼管顯示使能信號(hào)ENmsp端和非門的輸出端，所述與門的輸出端連接輸出緩沖器的使能端；所述非門的輸入端連接按鍵掃描使能信號(hào)ENltey端和開關(guān)SI的受控端。[0015]所述比較裝置比較I/O端口輸入信號(hào)與參考電壓Vk的大小，其輸出用于判定I/O 端口輸入信號(hào)的邏輯電平。所述比較裝置可以是比較器，所述參考電壓\為比較器的輸入端連接的外部參考電壓。所述比較裝置可以是緩沖器，所述參考電壓Vk為緩沖器的內(nèi)置翻轉(zhuǎn)電壓。[0016]所述參考電壓Vk、按鍵掃描電壓Vs、按鍵掃描默認(rèn)電壓Vpd滿足不等式VPD〈VK〈VS或者 vs〈vK〈vro。[0017]所述按鍵掃描默認(rèn)電壓Vpd的驅(qū)動(dòng)能力較弱，設(shè)置為按鍵掃描默認(rèn)電壓Vpd的I/O 端口連接按鍵掃描電壓Vs時(shí)，該I/O端口的電壓狀態(tài)改變。所述按鍵掃描默認(rèn)電壓Vpd可以由一個(gè)電壓串聯(lián)電阻R來提供；所述電阻R的一端連接該電壓，另一端連接開關(guān)S2的選擇端。[0018]用于多位數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)環(huán)境下的按鍵掃描的控制方法，適用于高電平或者低電平有效的按鍵掃描；在按鍵掃描期間，所有I/o端口設(shè)置為按鍵掃描默認(rèn)電壓VPD，掃描按鍵時(shí)輸出按鍵掃描電壓Vs到按鍵的一端；檢測相應(yīng)按鍵的另一端的電壓；通過比較該電壓與參考電壓Vk來判斷按鍵是否被按下；所述按鍵掃描電壓Vs和按鍵掃描默認(rèn)電壓Vpd有異于驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示的高電壓Vh和低電壓 '，所述按鍵掃描電壓Vs和按鍵掃描默認(rèn)電壓Vpd之間存在不能夠驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管點(diǎn)亮的電壓差或者不能夠驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管點(diǎn)亮的最大電流I。[0019]上述技術(shù)方案所述按鍵掃描電壓Vs和按鍵掃描默認(rèn)電壓Vpd之間存在不能夠驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管點(diǎn)亮的電壓差，且該電壓差滿足以下不等式 :[0020]I Vs-Vpd I <數(shù)碼管的字段的導(dǎo)通電壓Vled。[0021]上述技術(shù)方案所述按鍵掃描電壓Vs和按鍵掃描默認(rèn)電壓Vpd之間存在不能夠驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管點(diǎn)亮的最大電流I，且該最大電流I滿足以下不等式:[0022]Vs與Vpd之間的最大電流K數(shù)碼管的字段的導(dǎo)通電流Im。[0023]采用上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型具有以下積極的效果:[0024](I)本實(shí)用新型能夠應(yīng)用Charlieplexing技術(shù)以減少數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)端口的個(gè)數(shù)，并能夠?qū)?shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)端口復(fù)用于按鍵掃描，且不需要額外的I/O端口和外圍元器件，大大減少顯示驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)用于數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)和按鍵掃描的I/O端口數(shù)量，提高了對(duì)顯示驅(qū)動(dòng)芯片I/O資源的利用率，降低顯示驅(qū)動(dòng)芯片的封裝成本，減少顯示驅(qū)動(dòng)芯片外圍的元器件，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減小PCB板的面積，降低PCB板的成本。[0025](2)本實(shí)用新型在驅(qū)動(dòng)M位N段數(shù)碼管時(shí)僅需要max (Μ, Ν+1)個(gè)I/O端口，而且這 max(M, N+1)個(gè)I/O端口都可通過時(shí)分復(fù)用的方式用于按鍵掃描。其中，max(M，N+1)的取值是M和N+1中較大的正整數(shù)。[0026](3)本實(shí)用新型使數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)與按鍵掃描不再相互影響，特別地，當(dāng)I/O端口掃描按鍵時(shí)，不會(huì)影響數(shù)碼管的顯示效果，使得數(shù)碼管顯示更加穩(wěn)定。


[0027]為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中[0028]圖1為傳統(tǒng)技術(shù)方案一的結(jié)構(gòu)示意圖；[0029]圖2為傳統(tǒng)技術(shù)方案一的工作原理圖；圖3為傳統(tǒng)技術(shù)方案二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為傳統(tǒng)技術(shù)方案二的工作原理圖；圖5為本實(shí)用新型的顯示驅(qū)動(dòng)芯片的I/O端口的功能結(jié)構(gòu)圖；圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例一的顯示驅(qū)動(dòng)芯片的I/O端口的電路圖；圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例二的顯示驅(qū)動(dòng)芯片的I/O端口的電路圖；圖8為本實(shí)用新型的顯示驅(qū)動(dòng)芯片與外圍數(shù)碼管及按鍵的電路連接關(guān)系圖；圖9為本實(shí)用新型的顯示驅(qū)動(dòng)芯片的工作原理圖。
具體實(shí)施方式
(實(shí)施例I)見圖5、圖6、圖8和圖9,本實(shí)施例是一個(gè)典型的數(shù)碼管顯不和按鍵掃描應(yīng)用案例。在該實(shí)施例中，一塊顯示驅(qū)動(dòng)芯片用10個(gè)I/O端口驅(qū)動(dòng)10位共陰極8段數(shù)碼管 的顯示，并掃描25個(gè)按鍵(不同的連接方式可以實(shí)現(xiàn)更多或更少的按鍵)。見圖6，用于多位數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)環(huán)境下的按鍵掃描的裝置，包括顯示驅(qū)動(dòng)芯片，顯示 驅(qū)動(dòng)芯片具有多個(gè)I/O端口； I/O端口具有輸出緩沖器I、譯碼裝置2、比較裝置3、開關(guān)SI、 開關(guān)S2和多個(gè)內(nèi)置電壓；輸出緩沖器具有使能和非使能兩個(gè)狀態(tài)；內(nèi)置電壓包括高電壓 VH、低電壓'、參考電壓Vk、按鍵掃描電壓Vs、按鍵掃描默認(rèn)電壓VPD。所述輸出緩沖器I的 電源端連接高電壓Vh和低電壓 '，輸出緩沖器I的輸入端連接信號(hào)Dispwt端，輸出緩沖器 I的輸出端連接I/o端口 ；所述譯碼裝置2的輸入端分別連接數(shù)碼管顯示使能信號(hào)ENmsp端 和按鍵掃描使能信號(hào)ENltey端，譯碼裝置2的輸出端分別連接輸出緩沖器I的使能端和開關(guān) SI的受控端；所述比較裝置3具有參考電壓\，比較裝置3的輸入端連接開關(guān)SI和S2的 公共端，比較裝置3的輸出端連接信號(hào)1^5^端；所述開關(guān)SI的選擇端根據(jù)其控制信號(hào)的狀 態(tài)與I/O端口相連接或斷開；所述開關(guān)S2的受控端連接控制信號(hào)Keywt端，開關(guān)S2的選擇 端根據(jù)控制信號(hào)Keywt端的狀態(tài)連接按鍵掃描電壓Vs或者按鍵掃描默認(rèn)電壓VPD。參考電 壓Vk、按鍵掃描電壓Vs、按鍵掃描默認(rèn)電壓Vpd滿足不等式VPD〈VK〈VS或者VS〈VK〈VPD。譯碼裝置2可由不同的邏輯電路來實(shí)現(xiàn)。在該實(shí)施例中，譯碼裝置2由與門2. I 和非門2. 2組成；與門2. I的輸入端分別連接數(shù)碼管顯示使能信號(hào)ENmsp端和非門2. 2的 輸出端，與門2. I的輸出端連接輸出緩沖器I的使能端；非門2. 2的輸入端連接按鍵掃描使 能信號(hào)ENltey端和開關(guān)SI的受控端。比較裝置3可有多種電路實(shí)現(xiàn)形式。在該實(shí)施例中，比較裝置3為比較器3. 1，比 較器3. I的正相輸入端連接開關(guān)SI和S2的公共端，比較器3. I的輸出端連接信號(hào)KeyiJ^ ; 參考電壓\為比較器3. I的負(fù)相輸入端連接的外部參考電壓，參考圖6。按鍵掃描默認(rèn)電壓Vpd可通過多種方式實(shí)現(xiàn)。在該實(shí)施例中，按鍵掃描默認(rèn)電壓Vpd 由一個(gè)電壓串聯(lián)電阻R來提供；所述電阻R的一端連接該電壓，另一端連接開關(guān)S2的選擇 端。見圖6，當(dāng)該I/O端口用于驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管時(shí)，顯示驅(qū)動(dòng)芯片置ENltey為邏輯0，I/O端口 內(nèi)輸入通道的開關(guān)SI斷開。當(dāng)置ENmsp為邏輯I時(shí)，輸出緩沖器I被使能，輸出Dispwt信 號(hào)，Disptjut信號(hào)經(jīng)過輸出緩沖器I的緩沖而輸出，I/O端口則相應(yīng)地輸出高電壓Vh或低電壓當(dāng)置ENmsp為邏輯O時(shí)，輸出緩沖器I被去使能，輸出緩沖器I中的驅(qū)動(dòng)管均截止，I/ O端口則相應(yīng)地處于高阻態(tài)Z。當(dāng)該I/O端口用于掃描按鍵時(shí)，顯示驅(qū)動(dòng)芯片置ENltey為邏輯1，I/O端口內(nèi)輸入通道的開關(guān)SI閉合，輸出緩沖器I被去使能。當(dāng)Keyrat為邏輯I時(shí)， 開關(guān)S2連接到Vs，I/O端口相應(yīng)地輸出Vs。當(dāng)Keytjut為邏輯O時(shí)，開關(guān)S2連接到電阻R， I/O端口相應(yīng)地輸出VPD。Vk為輸入通道內(nèi)比較器3.1的輸入?yún)⒖茧妷?，比較器3.1的輸出 Keyil^于判定輸入信號(hào)的邏輯電平(邏輯I或邏輯0)，此處的比較器3.1也可以用內(nèi)置翻轉(zhuǎn)電壓合適的緩沖器3.2來實(shí)現(xiàn)，參考圖7。在該實(shí)施例中，Vs和Vpd滿足不等式VPD〈VK〈VS 和 VVPD〈VVPD〈VLED。[0045]見圖8，數(shù)碼管LEDl LEDlO的com端分別連接到顯示驅(qū)動(dòng)芯片的I/O端口 SI S10，數(shù)碼管的seg端則連接到其余的I/O端口。即:數(shù)碼管LEDl的com端連接到顯示驅(qū)動(dòng)芯片的I/O端口 SI，其seg端則連接到I/O端口 S2 S9 ;數(shù)碼管LED2的com端連接到顯示驅(qū)動(dòng)芯片的I/O端口 S2，其seg端則連接到I/O端口 S1、S3 S9 ;依次類推，數(shù)碼管LEDlO 的com端連接到顯示驅(qū)動(dòng)芯片的I/O端口 S10，其seg端則連接到I/O端口 SI S8。顯示驅(qū)動(dòng)芯片的I/O端口 SI S5分別連接到按鍵陣列的每一列，S6 SlO分別連接到按鍵陣列的每一行。數(shù)碼管的com端為低電壓\時(shí)，數(shù)碼管被選通；被選通的數(shù)碼管的seg端為高電壓Vh時(shí)，相應(yīng)的字段被點(diǎn)亮。[0046]按鍵掃描端口分為按鍵掃描輸入端口和按鍵掃描輸出端口。參見圖8，1/0端口 SI S5作為按鍵掃描輸入端口，1/0端口 S6 SlO作為按鍵掃描輸出端口。在按鍵掃描期間，所有1/0端口設(shè)置為按鍵掃描默認(rèn)電壓Vpd ;掃描按鍵時(shí)，1/0端口 S6 SlO逐次輸出 Vs，顯示驅(qū)動(dòng)芯片逐行掃描按鍵陣列。例如，1/0端口 S6輸出Vs時(shí)，顯示驅(qū)動(dòng)芯片檢測第一行按鍵SWl SW5，若按鍵SWl被按下，1/0端口 SI被S6置為Vs，這時(shí)檢測到1/0端口 SI 為邏輯I。[0047]顯示驅(qū)動(dòng)芯片周期地工作，在每個(gè)周期內(nèi)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示并掃描按鍵。一個(gè)周期分為數(shù)碼管顯示時(shí)隙和按鍵掃描時(shí)隙。在數(shù)碼管顯示時(shí)隙內(nèi)，各個(gè)數(shù)碼管依次顯示其內(nèi)容， 因此數(shù)碼管顯示時(shí)隙又分成多個(gè)小的時(shí)隙。在按鍵掃描時(shí)隙內(nèi)，顯示驅(qū)動(dòng)芯片逐行掃描按鍵。[0048]見圖9，在該實(shí)施例中，數(shù)碼管顯示時(shí)隙分成10個(gè)小的顯示時(shí)隙，10個(gè)數(shù)碼管 LEDl LED10分別在各自的顯示時(shí)隙內(nèi)顯示其內(nèi)容。在顯 示時(shí)隙I期間，顯示驅(qū)動(dòng)芯片的 1/0端口 SI輸出低電壓Vl，將LEDl選通，1/0端口 S2 S9根據(jù)LEDl的顯示內(nèi)容輸出高電壓Vh或處于高阻態(tài)Z，與LEDl無關(guān)的1/0端口 SlO保持高阻態(tài)Z。在顯示時(shí)隙2期間，顯示驅(qū)動(dòng)芯片的1/0端口 S2輸出低電壓Vl，將數(shù)碼管LED2選通，1/0端口 S1、S3 S9根據(jù) LED2的顯示內(nèi)容輸出高電SVh或處于高阻態(tài)Z，與數(shù)碼管LED2無關(guān)的1/0端口 SlO保持高阻態(tài)Z。依次類推，在顯示時(shí)隙10期間，顯示驅(qū)動(dòng)芯片的1/0端口 SlO輸出低電壓數(shù)碼管LED10選通，1/0端口 SI S8根據(jù)數(shù)碼管LED10的顯示內(nèi)容輸出高電壓Vh或處于高阻態(tài)Z，與數(shù)碼管LED10無關(guān)的1/0端口 S9保持高阻態(tài)Z。至此，數(shù)碼管顯示時(shí)隙完成。[0049]在數(shù)碼管顯不時(shí)隙之后,是按鍵掃描時(shí)隙。在該時(shí)隙內(nèi)，按鍵掃描輸出端口 S6 SlO無效時(shí)輸出VPD。當(dāng)數(shù)碼管內(nèi)字段兩端的電壓均為Vpd時(shí)，字段兩端的電壓差為0，所以這些字段不亮。在該時(shí)隙內(nèi)，按鍵掃描輸出端口 S6 SlO有效時(shí)輸出Vs。當(dāng)按鍵掃描輸出端口 S6輸出Vs時(shí)，顯示驅(qū)動(dòng)芯片掃描第一行按鍵SWl SW5。假設(shè)SWl未被按下，則S6與SI之間的電壓差為Vs-Vpd,即數(shù)碼管LEDl的e字段兩端的正向電壓為Vs-Vpd,由于Vs-Vpd^ed, 所以該字段在此時(shí)并不亮。如此情況的字段還有很多，但由于其正向壓降較低，不足以使其導(dǎo)通，所以這些字段均不亮。假設(shè)按鍵SWl被按下，端口 SI被S6置為\，如前，這也不會(huì)導(dǎo)致數(shù)碼管出現(xiàn)異常顯示。按鍵掃描輸出端口 S6 SlO依次輸出Vs，顯示驅(qū)動(dòng)芯片檢測每一行的按鍵掃描輸入端口 SI S5。顯不驅(qū)動(dòng)芯片檢測完第五行按鍵之后,按鍵掃描時(shí)隙結(jié)束?？傊?，在整個(gè)按鍵掃描時(shí)隙內(nèi)，各個(gè)I/O端口處的電壓僅在Vs和Vpd之間變化，所以按鍵掃描不會(huì)影響數(shù)碼管的顯示。[0050]通過與傳統(tǒng)技術(shù)方案對(duì)比可知，采用本實(shí)用新型的控制方法，不再使用高電壓Vh 和低電壓\掃描按鍵，而是選擇了合理的按鍵掃描電壓\和按鍵掃描默認(rèn)電壓VPD。按鍵掃描電壓\和按鍵掃描默認(rèn)電壓Vpd的適當(dāng)選取，確保了 I/O端口復(fù)用時(shí)數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)和按鍵掃描的獨(dú)立性，保證了數(shù)碼管顯示和按鍵掃描的正確性。[0051]在本實(shí)用新型的控制方法下，顯示驅(qū)動(dòng)芯片能夠驅(qū)動(dòng)10位數(shù)碼管，而且能夠掃描 25個(gè)按鍵?？梢?，本實(shí)用新型的控制方法，使顯示驅(qū)動(dòng)芯片能夠驅(qū)動(dòng)較多的數(shù)碼管并掃描按鍵。換言之，通過采用本實(shí)用新型的控制方法，顯示驅(qū)動(dòng)芯片在驅(qū)動(dòng)多位數(shù)碼管和掃描按鍵時(shí)，需要較少的I/O端口。[0052]本實(shí)用新型的控制方法，適用于共陽極或共陰極數(shù)碼管的顯示驅(qū)動(dòng)，適用于高電平或低電平有效的按鍵掃描。[0053]綜上所述，采用本實(shí)用新型的控制方法，顯示驅(qū)動(dòng)芯片能夠在復(fù)用數(shù)碼管的com 端和seg端的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)端口和按鍵掃描端口的復(fù)用。本實(shí)用新型的控制方法，尤其適用于驅(qū)動(dòng)多位數(shù)碼管顯示聯(lián)合掃描按鍵的應(yīng)用場合。本實(shí)用新型的控制方法， 能夠大大節(jié)省對(duì)顯示驅(qū)動(dòng)芯片的I/O資源的占用，減少顯示驅(qū)動(dòng)芯片的引腳個(gè)數(shù)，降低顯不驅(qū)動(dòng)芯片的封裝成本，減少顯不驅(qū)動(dòng)芯片外圍的兀器件，提聞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減小PCB板的面積，降低PCB板的成本。[0054](實(shí)施例二)[0055]其中，比較裝置3也可以是緩沖器3.2，緩沖器3.2的輸入端連接開關(guān)SI和S2的公共端，輸出端連接信號(hào)KeyiJ^ ;參考電壓VkS緩沖器3.2的內(nèi)置翻轉(zhuǎn)電壓，參考圖7。[0056]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求1.用于多位數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)環(huán)境下的按鍵掃描的裝置，包括顯示驅(qū)動(dòng)芯片，其特征在于: 所述顯示驅(qū)動(dòng)芯片具有多個(gè)I/O端口 ；所述I/O端口具有多個(gè)內(nèi)置電壓；所述內(nèi)置電壓包括用于數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)的高電壓、和低電壓'，用于按鍵掃描的按鍵掃描電壓％和按鍵掃描默認(rèn)電壓VPD，以及參考電壓Vk ;所述按鍵掃描默認(rèn)電壓Vpd的驅(qū)動(dòng)能力小于按鍵掃描電壓 Vs的驅(qū)動(dòng)能力；所述I/O端口具有輸出緩沖器(I)、譯碼裝置(2)、比較裝置(3)、開關(guān)S1、開關(guān)S2 ;所述輸出緩沖器(I)具有使能和非使能兩個(gè)狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多位數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)環(huán)境下的按鍵掃描的裝置，其特征在于:所述輸出緩沖器(I)的電源端連接高電壓Vh和低電壓 '，輸出緩沖器(I)的輸入端連接信號(hào)Disprat端，輸出緩沖器(I)的輸出端連接I/O端口 ；所述譯碼裝置(2)的輸入端分別連接數(shù)碼管顯示使能信號(hào)ENmsp端和按鍵掃描使能信號(hào)ENltey端，譯碼裝置(2)的輸出端分別連接輸出緩沖器(I)的使能端和開關(guān)SI的受控端；所述比較裝置(3)具有參考電壓VK，比較裝置(3)的輸入端連接開關(guān)SI和S2的公共端，比較裝置(3)的輸出端連接信號(hào)KeyiJ^ ; 所述開關(guān)SI的選擇端根據(jù)其控制信號(hào)的狀態(tài)與I/O端口相連接或斷開；所述開關(guān)S2的受控端連接控制信號(hào)Ke5Vlt端，開關(guān)S2的選擇端根據(jù)控制信號(hào)Keytjut端的狀態(tài)連接按鍵掃描電壓\或者按鍵掃描默認(rèn)電壓VPD。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多位數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)環(huán)境下的按鍵掃描的裝置，其特征在于:所述譯碼裝置(2)由與門(2.1)和非門(2.2)組成；所述與門(2.1)的輸入端分別連接數(shù)碼管顯示使能信號(hào)ENmsp端和非門(2.2)的輸出端，與門(2.1)的輸出端連接輸出緩沖器 (O的使能端；所述非門(2.2)的輸入端連接按鍵掃描使能信號(hào)ENltey端和開關(guān)SI的受控端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多位數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)環(huán)境下的按鍵掃描的裝置，其特征在于:所述比較裝置(3 )為比較器(3.1)，所述參考電壓Vk為比較器(3.1)的輸入端連接的外部參考電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多位數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)環(huán)境下的按鍵掃描的裝置，其特征在于:所述比較裝置(3 )為緩沖器(3.2 )，所述參考電壓Vk為緩沖器(3.2 )的內(nèi)置翻轉(zhuǎn)電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多位數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)環(huán)境下的按鍵掃描的裝置，其特征在于:所述參考電壓Vk、按鍵掃描電壓Vs、按鍵掃描默認(rèn)電壓Vpd滿足不等式VPD〈VK〈VS或者 Vs〈VK〈Vro。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多位數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)環(huán)境下的按鍵掃描的裝置，其特征在于:所述按鍵掃描默認(rèn)電壓Vpd由一個(gè)電壓串聯(lián)電阻R來 提供；所述電阻R的一端連接該電壓，另一端連接開關(guān)S2的選擇端。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于多位數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)環(huán)境下的按鍵掃描的裝置；本裝置的I/O端口具有輸出緩沖器、譯碼裝置、比較裝置、開關(guān)和多個(gè)內(nèi)置電壓；本控制方法使用合理選取的按鍵掃描電壓VS和按鍵掃描默認(rèn)電壓VPD掃描按鍵，且VPD的驅(qū)動(dòng)能力小于VS的驅(qū)動(dòng)能力，從而能夠?qū)?shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)端口復(fù)用于按鍵掃描，且不需要額外的I/O端口和外圍元器件，減少了顯示驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)用于數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)和按鍵掃描的I/O端口數(shù)量和顯示驅(qū)動(dòng)芯片外圍的元器件，提高了對(duì)顯示驅(qū)動(dòng)芯片I/O資源的利用率，降低顯示驅(qū)動(dòng)芯片的封裝和PCB板成本，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減小PCB板的面積。
文檔編號(hào)H03M11/20GK203166878SQ20132020250
公開日2013年8月28日 申請日期2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月19日
發(fā)明者王春華 申請人:江蘇沁恒股份有限公司