一种用于手控器的多按键唤醒电路的制作方法

一种用于手控器的多按键唤醒电路
【技术领域】
1.本实用新型涉及一种用于手控器的多按键唤醒电路，属于手控器领域。


背景技术：

2.通常，升降桌、厨房岛台、折叠床等设备上均设置有手控器，手控器上设置有多个按键用于不同的功能控制，通常一个按键对应一根手控器线芯，当设置多个按键时，手控器线芯较多而导致手控器结构复杂，加工成本较高。
3.为了减少手控器线芯的数量，通常采用行列式矩阵电路连接线芯，使得可以减少线芯，例如采用m根线和n根线组成m*n矩阵，按键位于m*n矩阵的交点位置，此时，线芯数量为m n根，按键为m*n个，从而可以减少按键的数量，但是，采用这种矩阵，线芯数量仍然很多，加工成本仍然较高。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于手控器的多按键唤醒电路，使得可以减少线芯，降低加工成本。
5.为解决上述技术问题，本实用新型用于手控器的多按键唤醒电路包括单片机、矩阵式按键电路和单片机唤醒电路；
6.所述矩阵式按键电路包括主电路和按键电路，所述主电路一端接电源vcc，另一端接地，所述主电路有至少两条，所述至少两条主电路包括主电路a和主电路b，所述主电路a和所述主电路b为所述至少两条主电路中的任意两条主电路，所述主电路a和主电路b之间连接有所述按键电路；
7.所述按键电路为环路且包括依次设置的按键k1、二极管d1、按键k2和二极管d2，所述主电路a与所述按键k1和所述二极管d1之间的电路相连，且所述二极管d1的阳极与所述主电路a相连，所述主电路b与所述按键k2和所述二极管d2之间电路相连，且所述二极管d2的阳极与所述主电路b相连；
8.所述单片机唤醒电路包括pnp三极管q1，所述pnp三极管q1的发射极和基极均用于与电池相连、集电极与所述单片机相连，所述pnp三极管q1的发射极和基极之间设有电阻r12，所述按键电路中所述按键k1与所述二极管d2之间的电路和所述按键k2与所述二极管d2之间电路均与所述pnp三极管q1的基极相连。
9.作为优选，所述单片机唤醒电路还包括npn三极管q2，所述npn三极管q2的发射极接地、集电极与所述pnp三极管q1的基极相连、基极与所述单片机相连，所述单片机与所述矩阵式按键电路相连以检测所述按键电路中按键是否按下，当单片机检测到按键按下时，所述单片机控制所述npn三极管q2的基极呈高电平状态。
10.作为优选，所述主电路a上由电源vcc端到接地端依次设置有电阻r2、二极管d7和电阻r1，所述主电路b上由电源vcc端到接地端依次设置有设有电阻r3、二极管d8和电阻r4；
11.所述二极管d7的阳极与所述电阻r2相连，所述二极管d8的阳极与所述电阻r3相
连，所述主电路a中二极管d7和电阻r1之间的电路与所述按键电路相连，所述主电路b中二极管d8和电阻r4之间的电路与所述按键电路相连。
12.作为优选，所述主电路a上设有用于所述单片机进行检测的端口jz_1，所述主电路b上设有用于所述单片机进行检测的端口jz_2，所述端口jz_1与所述二极管d7和所述电阻r1之间的电路相连，所述端口jz_2与所述二极管d8和所述电阻r4之间的电路相连。
13.作为优选，所述主电路a和主电路b中均设有上拉电阻，所述主电路a中，所述上拉电阻一端与所述端口jz_1相连，另一端与所述二极管d7和所述电阻r1之间的电路相连，所述主电路b中，所述上拉电阻一端与所述端口jz_2相连，另一端与所述二极管d8和所述电阻r4之间的电路相连。
14.作为优选，所述单片机检测按键是否按下时，所述上拉电阻的分压值与一个二极管的电压降之和为低电平，所述上拉电阻的分压值与至少两个二极管的电压降之和为高电平。
15.作为优选，所述单片机唤醒电路还包括电阻r13、电阻r9、二极管d14、二极管d11；
16.所述电阻r13和二极管d14位于所述npn三极管q2的集电极和所述pnp三极管q1的基极之间，且位于所述按键电路和所述pnp三极管q1的基极之间，所述二极管d14的阳极与所述pnp三极管q1的基极相连，所述电阻r9和二极管d11位于所述二极管d14和所述按键电路之间，且所述二极管d11的阴极与所述按键电路相连。
17.本实用新型的有益效果：
18.首先，采用这种矩阵式按键电路，每两个主电路之间均可以设置一个按键电路，即每两条线芯之间均可以设置两个按键，m条线芯即可设置m*(m
‑
1)个按键，相对于现有技术中的方案，本方案在线芯相同的条件下，可以设置更多的按键，尤其是对于线芯较多的场景下，本方案可以设置更多的按键，使得在按键需求相同的条件下，本方案相对于现有技术可以减少线芯，降低加工成本。
19.其次，一个按键按下或多个按键一起按下时，可以使pnp三极管q1导通，使得单片机可以与电池相连实现唤醒，同时，本方案中，矩阵式按键电路中任意一个按键按下时，均可以使pnp三极管q1导通，使得矩阵式按键电路中任意一个按键均可以唤醒单片机。
20.本实用新型的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细揭露。
【附图说明】
21.下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明，其中：
22.图1为本实用新型多按键唤醒电路的示意图。
【具体实施方式】
23.下面结合本实用新型实施例的附图对本实用新型实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
24.在下文描述中，出现诸如术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系的为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了方便描述实施例和简化描述，而
不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
25.如图1所示，本实施例用于手控器的多按键唤醒电路的优选结构包括单片机、矩阵式按键电路和单片机唤醒电路；
26.所述矩阵式按键电路包括主电路和按键电路，所述主电路一端接电源vcc，另一端接地，所述主电路有至少两条，所述至少两条主电路包括主电路a和主电路b，所述主电路a和所述主电路b为所述至少两条主电路中的任意两条主电路，所述主电路a和主电路b之间连接有所述按键电路；
27.所述按键电路为环路且包括依次设置的按键k1、二极管d1、按键k2和二极管d2，所述主电路a与所述按键k1和所述二极管d1之间的电路相连，且所述二极管d1的阳极与所述主电路a相连，所述主电路b与所述按键k2和所述二极管d2之间电路相连，且所述二极管d2的阳极与所述主电路b相连；
28.所述单片机唤醒电路包括pnp三极管q1，所述pnp三极管q1的发射极和基极均用于与电池相连、集电极与所述单片机相连，所述pnp三极管q1的发射极和基极之间设有电阻r12，所述按键电路中所述按键k1与所述二极管d2之间的电路和所述按键k2与所述二极管d2之间电路均与所述pnp三极管q1的基极相连。
29.本实用新型的有益效果：
30.首先，采用这种矩阵式按键电路，每两个主电路之间均可以设置一个按键电路，即每两条线芯之间均可以设置两个按键，m条线芯即可设置m*(m
‑
1)个按键，相对于现有技术中的方案，本方案在线芯相同的条件下，可以设置更多的按键，尤其是对于线芯较多的场景下，本方案可以设置更多的按键，使得在按键需求相同的条件下，本方案相对于现有技术可以减少线芯，降低加工成本。
31.其次，一个按键按下或多个按键一起按下时，可以使pnp三极管q1导通，使得单片机可以与电池相连实现唤醒，同时，本方案中，矩阵式按键电路中任意一个按键按下时，均可以使pnp三极管q1导通，使得矩阵式按键电路中任意一个按键均可以唤醒单片机。
32.其中，所述矩阵式按键电路中任意一个按键按下时，pnp三极管q1的基极均可以与主电路的接地端相连，使得电流从电池经过电阻r12、pnp三极管q1的基极和按键电路流到主电路的接地端，从而使得pnp三极管q1的基极有电流流过并通过电阻r12分压，使得pnp三极管q1的基极电压小于发射极电压，进而使得pnp三极管q1导通。
33.此外，本实施例以三条主电路为例，如图所示，主电路a、主电路b和主电路c中，每两个主电路之间均设有按键电路，可形成六个按键，主电路c上设有电阻r6、二极管d9和电阻r5，主电路a与主电路c之间的按键电路包括按键k3、二极管d3、按键k4和二极管d4，主电路b与主电路c之间的按键电路包括按键k5、二极管d5、按键k6和二极管d6，主电路a与主电路c之间的按键电路与所述pnp三极管q1之间设置电阻r10和二极管d12，主电路b与主电路c之间的按键电路与所述pnp三极管q1之间设置电阻r11和二极管d13，主电路c上设有端口jz_3。
34.其中，按键唤醒方法为所述矩阵式按键电路中的按键按下，pnp三极管q1的基极与主电路中的接地端导通，pnp三极管q1导通，电池与单片机相连以唤醒单片机；
35.单片机唤醒后，通过按键扫描方法检测矩阵式电路中是否有按键按下和/或判定
所按下按键的键值，所述按键扫描方法为：
36.通过单片机先将主电路b上的检测端口jz_2设置为输入检测口，将主电路a上的检测端口jz_1设置为数据输出口，设置jz_1为低电平，检测jz_2的电平状态，若jz_2为低电平，则判定按键k1按下，检测完毕，再将主电路a上的检测端口jz_1设置为输入检测口，将主电路b上的检测端口jz_2设置为数据输出口，设置jz_2为低电平，检测jz_1的电平状态，若jz_1为低电平，则判定按键k2按下，将主电路a和/或主电路b更换为其他主电路，重复以上步骤，将矩阵式按键电路中所有按键的状态均检测完毕为止；
37.当单片机检测到按键按下时，控制npn三极管q2的基极持续呈高电平状态，npn三极管q2导通，pnp三极管q1的基极通过npn三极管q2与接地端相连，pnp三极管q1持续导通，电池持续给单片机供电，采用上述方法，可以使手控器实现按键唤醒。
38.其中，多按键唤醒方法还包括组合按键唤醒方法，所述组合按键唤醒方法包括：
39.单片机通过按键扫描方法判定矩阵式电路中是哪个按键被按下，当只检测到单个按键按下时，单片机控制npn三极管q2截止，当检测到多个按键被按下时，通过键值比较判断所按下的多个按键是否为设定的多个按键，如果所按下的多个按键不是设定的多个按键，单片机控制npn三极管q2截止，如果所按下的多个按键是设定的多个按键，单片机控制npn三极管q2导通。
40.单片机通过按键扫描方法判定矩阵式电路中是哪个按键被按下时，扫描判定时，设置其中一个检测端口为输入检测口，设置其他主电路中的检测端口为数据输出口，其中，一个输入检测口到一个数据输出口可以检测出一个按键是否按下，全部扫描完毕后，可以检测有几个按键被按下，此时单片机需要进一步判断，当只有一个按键被按下时，单片机控制npn三极管q2截止，当有多个按键被按下时，单片机控制npn三极管q2导通，当然，任意一个按键按下时，pnp三极管q1都会导通，但是随着按键松开，pnp三极管q1会截止而无法持续导通，本方法在于控制pnp三极管q1持续导通，而上拉电阻的作用是用于一个输入检测口到一个数据输出口检测一个按键是否按下时，防止多个按键同时按下造成的误触，而不是限制多个按键按下，即一个输入检测口到一个数据输出口的一次检测只可以检测出一个按键，组合按键时多次检测后通过每次检测的一个按键的集合，与上拉电阻的作用不产生矛盾。
41.其中，矩阵式按键电路有至少三条主电路，所述至少三条主电路中每条主电路上均设有上拉电阻，所述上拉电阻的分压值与一个二极管的电压降之和为低电平，所述上拉电阻的分压值与至少两个二极管的电压降之和为高电平时，所述组合按键唤醒方法还包括误触检测方法，所述误触检测方法包括：
42.单片机先将其中一条主电路上的检测端口设置为输入检测口，将其他主电路上的检测端口设置为数据输出口，设置输入检测口为低电平，检测数据输出口的电平状态，若数据输出口为低电平，则判定单按键按下，单片机判定所按下按键的键值，若数据输出口为高电平，则判定多按键按下，单片机放弃判定所按下按键的键值；
43.将另一条主电路上的检测端口设置为输入检测口，将其他主电路上的检测端口设置为数据输出口，重复以上步骤，当矩阵式按键电路中所有主电路上的检测端口均设置过一次输入检测口时，检测完毕。
44.为了使电池可以持续给单片机持续供电，本实施例优选所述单片机唤醒电路还包
括npn三极管q2，所述npn三极管q2的发射极接地、集电极与所述pnp三极管q1的基极相连、基极与所述单片机相连，所述单片机与所述矩阵式按键电路相连以检测所述按键电路中按键是否按下，当单片机检测到按键按下时，所述单片机控制所述npn三极管q2的基极呈高电平状态，单片机检测按键是否按下，当检测到按键按下时，通过控制npn三极管q2的基极来控制npn三极管q2持续导通，使得pnp三极管q1的基极可以通过npn三极管q2接地，进而使得pnp三极管q1可以持续导通，使得电池可以持续给单片机持续供电。
45.为了优化主电路，本实施例优选所述主电路a上由电源vcc端到接地端依次设置有电阻r2、二极管d7和电阻r1，所述主电路b上由电源vcc端到接地端依次设置有设有电阻r3、二极管d8和电阻r4；
46.所述二极管d7的阳极与所述电阻r2相连，所述二极管d8的阳极与所述电阻r3相连，所述主电路a中二极管d7和电阻r1之间的电路与所述按键电路相连，所述主电路b中二极管d8和电阻r4之间的电路与所述按键电路相连，通过电阻r2和电阻r1、电阻r3和电阻r4分压，可以保证电路通畅防止短路，通过二极管d7和二极管d8可以防止电流反向流动导致电路无法正常起作用。
47.为了使单片机可以检测按键电路中按键是否按下，本实施例优选所述主电路a上设有用于所述单片机进行检测的端口jz_1，所述主电路b上设有用于所述单片机进行检测的端口jz_2，所述端口jz_1与所述二极管d7和所述电阻r1之间的电路相连，所述端口jz_2与所述二极管d8和所述电阻r4之间的电路相连，通过控制端口jz_1和端口jz_2在输出和输入两种状态下不停变换，可以使单片机通过检测输入端口的电平状态来判定是哪一条按键电路导通，进而判定是哪一个按键被按下。
48.为了防止多按键误触，本实施例优选所述主电路a和主电路b中均设有上拉电阻，所述主电路a中，所述上拉电阻一端与所述端口jz_1相连，另一端与所述二极管d7和所述电阻r1之间的电路相连，所述主电路b中，所述上拉电阻一端与所述端口jz_2相连，另一端与所述二极管d8和所述电阻r4之间的电路相连，如图所示，当主电路的数量等于或大于三条时，会导致误触发生，例如，当将主电路c上的检测端口jz_3设置为输入检测口，将主电路a上的检测端口jz_1和主电路a上的检测端口jz_2设置为数据输出口，设置jz_3为低电平，检测jz_1和jz_2的电平状态，当jz_2为低电平，原本应该判定的是按键k6被按下，但是此时如果按键k1与k4同时被按下，检测端口jz_2同样会变为低电平，导致无法判定是按键k1与k4同时被按下，还是按键k6被按下，本实施例中，主电路a中的上拉电阻为r15，主电路b中的上拉电阻为r16，主电路c中的上拉电阻为r17，通过设置上拉电阻r17，使得主电路c的电源端可以经过r6、d9和r17流到jz_3，使得电阻r17可以分压，而由于电流从主电路b的电源端经过r3、d8、d2、k1、d3、k4和r17流到jz_3时，需要经过两个二极管，会有1.4v左右的压降，电流从主电路b的电源端经过r3、d8、d5、k6和r17流到jz_3时，只需要经过一个二极管，只有0.7v左右的压降，通过判断检测端口jz_2所检测的电压值大小来判断是一个按键按下，还是两个及两个以上的按键按下的，使得可以实现防误触，上拉电阻r17可以将电压增高，以使得单片机可以检测到电压值大小，进而使得单片机可以判断是否发生误触。
49.为了进一步优化电阻r17，本实施例优选所述单片机检测按键是否按下时，所述上拉电阻的分压值与一个二极管的电压降之和为低电平，所述上拉电阻的分压值与至少两个二极管的电压降之和为高电平，由于单片机判定高低电平时存在一个临界值，当检测的电
压高于临界值时，单片机判定为高电平，当检测电压低于临界值时，单片机判定为低电平，通过控制上拉电阻的阻值，使得上拉电阻的分压值与一个二极管的电压降之和为低电平，所述上拉电阻的分压值与至少两个二极管的电压降之和为高电平，从而当一个按键按下时，单片机可以显示低电平，当两个或两个以上的按键按下时，单片机可以显示高电平，进而使得可以通过单片机的低电平来判断一个按键是否按下，且可以实现防误触，使得判定时更加方便。
50.为了优化单片机唤醒电路，本实施例优选所述单片机唤醒电路还包括电阻r13、电阻r9、二极管d14、二极管d11；
51.所述电阻r13和二极管d14位于所述npn三极管q2的集电极和所述pnp三极管q1的基极之间，且位于所述按键电路和所述pnp三极管q1的基极之间，所述二极管d14的阳极与所述pnp三极管q1的基极相连，所述电阻r9和二极管d11位于所述二极管d14和所述按键电路之间，且所述二极管d11的阴极与所述按键电路相连，通过电阻r13和电阻r9分压，通过二极管d14和二极管d11限制电流流向，可以使电路能够正常运行。
52.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本实用新型包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。