專利名稱：一種按鍵檢測(cè)和顯示驅(qū)動(dòng)集成電路及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按鍵檢測(cè)和顯示驅(qū)動(dòng)集成電路，適用于各種電器設(shè)備的按鍵檢測(cè) 和顯示驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明還包括該集成電路的控制方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的控制系統(tǒng)在通用輸入輸出口線(簡(jiǎn)稱GPI0)較少時(shí)，通常只能支持較少的 按鍵和LED發(fā)光管，GPIO利用率較低。例如接有3個(gè)GPIO的中央處理器MCU通常只能檢 測(cè)2-3個(gè)按鍵，驅(qū)動(dòng)2-3個(gè)LED發(fā)光管，如圖1所示，3個(gè)GPIO各自獨(dú)立，1個(gè)GPIO連接1 個(gè)按鍵檢測(cè)電路和1個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)電路。當(dāng)電路系統(tǒng)較為復(fù)雜，需擴(kuò)展較多的按鍵和發(fā)光管 時(shí)，則需相應(yīng)擴(kuò)展較多的GPI0，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于考慮上述問(wèn)題而提供一種GPIO相對(duì)較少的按鍵檢測(cè)和顯示驅(qū) 動(dòng)集成電路，本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供該集成電路的控制方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包括如下技術(shù)特征一種按鍵檢測(cè)和顯示驅(qū)動(dòng)集成電 路，包括中央處理器MCU、按鍵檢測(cè)電路、顯示驅(qū)動(dòng)電路和通用輸入輸出口線GPI0，按鍵檢 測(cè)電路與顯示驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)GPIO連接MCU，其特征在于所述按鍵檢測(cè)電路與顯示驅(qū)動(dòng)電路 復(fù)用一個(gè)或多個(gè)GPI0，連接按鍵檢測(cè)電路的GPIO同時(shí)作為AD轉(zhuǎn)換端口。進(jìn)一步的，所述按鍵檢測(cè)電路包括若干按鍵檢測(cè)模塊和兩個(gè)或兩個(gè)以上電阻，電 阻相串聯(lián)后一端與電源相連接，另一端通過(guò)GPIO連接MCU ；每?jī)蓚€(gè)相鄰電阻接點(diǎn)連接按鍵 檢測(cè)模塊一端，按鍵檢測(cè)模塊另一端接地。所述按鍵檢測(cè)模塊包括串聯(lián)的按鍵和接地電阻。進(jìn)一步的，所述顯示驅(qū)動(dòng)電路包括若干顯示單元和兩個(gè)控制極性互補(bǔ)的顯示驅(qū)動(dòng) 單元Q1、Q2，正極與GPIO相連的顯示單元，其負(fù)極與Ql集電極相連，負(fù)極與GPIO相連的顯 示單元，其正極與Q2集電極相連；每?jī)蓚€(gè)連接極性相反的顯示單元連接同一個(gè)GPI0，Q1、Q2 的控制端口與按鍵檢測(cè)電路連接同一個(gè)GPI0。所述Ql為NPN型三極管；所述Q2為PNP型三極管?；蛩鲲@示驅(qū)動(dòng)單元為開(kāi)關(guān)器件。所述顯示單元為發(fā)光管器件。本發(fā)明還包括一種按鍵檢測(cè)和顯示驅(qū)動(dòng)集成電路的控制方法，通過(guò)以下方法和 GPIO的控制邏輯實(shí)現(xiàn)a.中央處理器MCU將連接按鍵檢測(cè)的GPIO端口設(shè)置為輸入狀態(tài)，將端口電壓轉(zhuǎn)換 為AD值，從而判斷當(dāng)前按鍵狀態(tài)，按鍵判斷完成后進(jìn)入步驟b。b.中央處理器MCU將連接按鍵檢測(cè)的GPIO端口設(shè)置為輸出狀態(tài)，分時(shí)輸出高、低 電平，作為顯示驅(qū)動(dòng)單元的的控制信號(hào)；顯示端口根據(jù)實(shí)際顯示內(nèi)容，輸出相應(yīng)高、低電平， 從而控制顯示單元狀態(tài)。
本發(fā)明解決了一種在GPIO較少情況下增加按鍵檢測(cè)數(shù)量的識(shí)別問(wèn)題和顯示驅(qū)動(dòng) 問(wèn)題，不需要擴(kuò)展任何其他器件，可在不影響產(chǎn)品性能的前提下，提高GPIO的使用效率，有 效降低產(chǎn)品成本。本發(fā)明的按鍵擴(kuò)展性好，理論上可以檢測(cè)無(wú)窮多按鍵。由于在系統(tǒng)控制 邏輯上，按鍵檢測(cè)與顯示驅(qū)動(dòng)是采用分時(shí)復(fù)用的方式，顯示管亮度穩(wěn)定、按鍵可靠性好，特 別適用于各類低成本、人機(jī)交互界面簡(jiǎn)單的需按鍵檢測(cè)和顯示電路的電器設(shè)備中。


圖1為現(xiàn)有按鍵檢測(cè)和顯示驅(qū)動(dòng)電路的框圖。圖2為本發(fā)明按鍵檢測(cè)和顯示驅(qū)動(dòng)的電路框圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例的電路原理圖。圖4為現(xiàn)有按鍵檢測(cè)和顯示驅(qū)動(dòng)電路原理圖。圖中省略了與本發(fā)明無(wú)核心關(guān)聯(lián)的其他部件。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖2、圖3所示，一種按鍵檢測(cè)和顯示驅(qū)動(dòng)集成電路，包括中央處理器MCU、按鍵 檢測(cè)電路1、顯示驅(qū)動(dòng)電路2和3個(gè)通用輸入輸出口線GPI0。按鍵檢測(cè)電路1包括9個(gè)電阻和4個(gè)按鍵，其中，第一電阻Rl、第二電阻R2、第三 電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5串聯(lián)，第一電阻Rl另一端與按鍵檢測(cè)GPIO相連接，第五 電阻R5另一端與電源VCC相連接。第一按鍵KEYl —端連接第一電阻R1、第二電阻R2的 連接接點(diǎn)，另一端通過(guò)第六電阻R6接地；第二按鍵KEY2 —端連接第二電阻R2、第三電阻R3 的連接接點(diǎn)，另一端通過(guò)第七電阻R7接地；第三按鍵KEY3 —端連接第三電阻R3、第四電阻 R4的連接接點(diǎn)，另一端通過(guò)第八電阻R8接地；第四按鍵KEY4—端連接第四電阻R4、第五電 阻R5的連接接點(diǎn)，另一端通過(guò)第九電阻R9接地。顯示驅(qū)動(dòng)電路2包括LED發(fā)光二極管LED1、LED2、LED3、LED4和控制極性互補(bǔ)的 第一三極管Ql、第二三極管Q2，其中LEDl、LED2正極分別與GPI02、GPI03相連接，負(fù)極與 第一三極管Ql集電極相連接；LED3、LED4負(fù)極分別與GPI02、GPI03相連接，正極與第二三 極管Q2集電極相連接，第一三極管Q1、第二三極管Q2的控制端口與連接按鍵檢測(cè)電路的 GPIOl相連接。按鍵檢測(cè)和顯示驅(qū)動(dòng)電路的控制方法為首先將系統(tǒng)GPIOl設(shè)置為輸入狀態(tài)，將 GPIOl端口電壓轉(zhuǎn)換成AD值，并通過(guò)延時(shí)、去抖等處理，檢測(cè)當(dāng)前按鍵狀態(tài)；然后，將系統(tǒng) GPIOl設(shè)置為輸出狀態(tài)，輸出高電平，GPI02、GPI03根據(jù)實(shí)際情況，分別輸出高或低電平，用 于點(diǎn)亮或不點(diǎn)亮LED1、LED2 ；最后，系統(tǒng)保持GPIOl輸出狀態(tài)不變，并輸出低電平，GPI02、 GPI03根據(jù)實(shí)際情況，分別輸出低或高電平，用于點(diǎn)亮或不點(diǎn)亮LED3、LED4 ；這樣經(jīng)過(guò)3次分 時(shí)復(fù)用，完成了一次對(duì)所有按鍵的檢測(cè)和對(duì)所有LED發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)。如圖4所示，現(xiàn)有按鍵檢測(cè)和顯示驅(qū)動(dòng)電路技術(shù)，如需設(shè)置4個(gè)按鍵和4個(gè)LED發(fā) 光二極管，則需5個(gè)GPI0，本實(shí)施例中則只需3個(gè)，且理論上可同時(shí)擴(kuò)展無(wú)窮多檢測(cè)按鍵，大 大提高了 GPIO的利用率。
權(quán)利要求
一種按鍵檢測(cè)和顯示驅(qū)動(dòng)集成電路，包括中央處理器MCU、按鍵檢測(cè)電路(1)、顯示驅(qū)動(dòng)電路(2)和通用輸入輸出口線GPIO，按鍵檢測(cè)電路與顯示驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)GPIO連接MCU，其特征在于所述按鍵檢測(cè)電路與顯示驅(qū)動(dòng)電路復(fù)用一個(gè)或多個(gè)GPIO，連接按鍵檢測(cè)電路的GPIO同時(shí)作為AD轉(zhuǎn)換端口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的按鍵檢測(cè)和顯示驅(qū)動(dòng)集成電路，其特征在于所述按鍵檢測(cè)電 路(1)包括若干按鍵檢測(cè)模塊(11)和兩個(gè)或兩個(gè)以上電阻，電阻相串聯(lián)后一端與電源相連 接，另一端通過(guò)GPIO連接MCU;每?jī)蓚€(gè)相鄰電阻接點(diǎn)連接按鍵檢測(cè)模塊(11) 一端，按鍵檢 測(cè)模塊(11)另一端接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的按鍵檢測(cè)和顯示驅(qū)動(dòng)集成電路，其特征在于所述按鍵檢測(cè)模 塊(11)包括串聯(lián)的按鍵和接地電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的按鍵檢測(cè)和顯示驅(qū)動(dòng)集成電路，其特征在于所述顯示驅(qū)動(dòng)電 路(2)包括若干顯示單元和兩個(gè)控制極性互補(bǔ)的顯示驅(qū)動(dòng)單元Q1、Q2，正極與GPIO相連的 顯示單元，其負(fù)極與Ql集電極相連，負(fù)極與GPIO相連的顯示單元，其正極與Q2集電極相 連；每?jī)蓚€(gè)連接極性相反的顯示單元連接同一個(gè)GPIO，QU Q2的控制端口與按鍵檢測(cè)電路 連接同一個(gè)GPI0。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的按鍵檢測(cè)和顯示驅(qū)動(dòng)集成電路，其特征在于所述Ql為NPN型 三極管；所述Q2為PNP型三極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的按鍵檢測(cè)和顯示驅(qū)動(dòng)集成電路，其特征在于所述顯示驅(qū)動(dòng)單 元為開(kāi)關(guān)器件。
7.根據(jù)權(quán)利要求4-6任一項(xiàng)所述的按鍵檢測(cè)和顯示驅(qū)動(dòng)集成電路，其特征在于所述顯 示單元為發(fā)光管器件。
8.一種按鍵檢測(cè)和顯示驅(qū)動(dòng)集成電路的控制方法，其特征在于，基于權(quán)利要求1所述 的一種按鍵檢測(cè)和顯示驅(qū)動(dòng)集成電路，通過(guò)以下方法和GPIO的控制邏輯實(shí)現(xiàn)a.中央處理器MCU將連接按鍵檢測(cè)的GPIO端口設(shè)置為輸入狀態(tài)，將端口電壓轉(zhuǎn)換為 AD值，從而判斷當(dāng)前按鍵狀態(tài)，按鍵判斷完成后進(jìn)入步驟b。b.中央處理器MCU將連接按鍵檢測(cè)的GPIO端口設(shè)置為輸出狀態(tài)，分時(shí)輸出高、低電平， 作為顯示驅(qū)動(dòng)單元的的控制信號(hào)；顯示端口根據(jù)實(shí)際顯示內(nèi)容，輸出相應(yīng)高、低電平，從而 控制顯示單元狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種按鍵檢測(cè)和顯示驅(qū)動(dòng)集成電路及其控制方法，包括中央處理器MCU、按鍵檢測(cè)電路、顯示驅(qū)動(dòng)電路和通用輸入輸出口線GPIO，按鍵檢測(cè)電路與顯示驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)GPIO連接MCU，其特征在于所述按鍵檢測(cè)電路與顯示驅(qū)動(dòng)電路復(fù)用一個(gè)或多個(gè)GPIO，連接按鍵檢測(cè)電路的GPIO同時(shí)作為AD轉(zhuǎn)換端口。本發(fā)明解決了一種在GPIO較少情況下增加按鍵檢測(cè)數(shù)量的識(shí)別問(wèn)題和顯示驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，不需要擴(kuò)展任何其他器件，可在不影響產(chǎn)品性能的前提下，提高GPIO的使用效率，有效降低產(chǎn)品成本，適用于各類需要按鍵檢測(cè)和顯示電路的電器設(shè)備。
文檔編號(hào)G01R31/327GK101943742SQ20101023677
公開(kāi)日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者何前凱, 謝波 申請(qǐng)人:美的集團(tuán)有限公司