专利名称：基于频域的鼠标按键检测电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种检测电路，尤其是一种基于频域的鼠标按键检测电路，属于鼠标检测驱动集成电路(IC)的技术领域。
背景技术：
传统的鼠标按键检测方案三个物理按键分开检测，三个按键的检测电路分别实现，检测电路一般采用上拉电阻实现默认高电平输出，即无摁键操作时输出高电平“ 1”，有摁键操作时输出低电平“0”，以此来确认有无摁键操作以及辨别哪一个按键有操作。缺点就是检测电路分别占用驱动IC的一个管脚，导致驱动IC的集成度不高，封装管脚数较多； 同时也因为是3个管脚独立封装，所以增加了 IC封装的时间及成本问题。再者，在整机 PCB (PrintedCircuitBoard)上驱动IC的空间占用比较大，降低了整机PCB的集成度,面积得不到有效利用。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于频域的鼠标按键检测电路，其能简化鼠标驱动IC的封装管脚数，提高驱动电路的集成度，节省IC封装的时间及封装成本问题，降低IC外围电路的复杂度，节省PCB的空间，提高整机的利用率。按照本发明提供的技术方案，所述基于频域的鼠标按键检测电路，包括鼠标按键电路，所述鼠标按键电路包括第一物理按键、第二物理按键及第三物理按键；所述第一物理按键、第二物理按键及第三物理按键分别通过第一电阻、第二电阻、第三电阻与按键检测电路中的电阻-频率转换电路相连，所述电阻-频率转换电路的输出端与按键判决电路相连； 当作用于鼠标按键电路中相应的物理按键时，通过电阻-频率转换电路将相应物理按键的状态转换为对应的频率值，并将所述频率值输入按键判决电路中，按键判决电路根据输入的频率值判断后输出相应的物理按键作用状态。所述电阻-频率转换电路包括电阻-电流电路及电流-频率电路，所述电阻-电流电路通过电流镜与电流-频率电路相连；电阻-电流电路通过第一电阻、第二及第三电阻对应的端部与第一物理按键、第二物理按键及第三物理按键相连。所述电阻-频率电路包括运算跨导放大器，所述运算跨导放大器的同相端与第一参考电压VrefI相连，运算跨导放大器的输出端与第一开关管的栅极端相连，运算跨导放大器的反相端与第一开关管的源极端相连后分别与第一电阻、第二电阻及第三电阻对应相连；第一开关管的漏极端分别与第二开关管的漏极端及栅极端相连，第二开关管的栅极端与第三开关管的栅极端相连，第二开关管的源极端与第三开关管的源极端相连；第三开关管的漏极端通过电容接地，且第三开关管的漏极端与比较器的同相端及第四开关管的漏极端相连；比较器的反相端与第二参考电压Vref2相连，比较器的输出端通过延时单元与缓冲器及第四开关管的栅极端相连，第四开关管的源极端接地。所述第二开关管的源极端及第三开关管的源极端对应连接后与电源VDD相连，所述第二开关管与第三开关管对应连接后形成所述电流镜。所述第一开关管及第四开关均为N型MOS管，第二开关管及第三开关管均为P型 MOS 管。所述第一物理按键，第二物理按键及第三物理按键分别对应与第一电阻、第二电阻及第三电阻相连的另一端均接地GND。所述按键判别电路包括频率比较电路，所述频率比较电路与频率判决电路相连， 频率判决电路还与频率阈值信息存储单元相连；频率比较电路与电阻-频率转换电路的输出端相连，且频率比较电路的输入端与参考频率Fref相连。所述第一电阻、第二电阻与第三电阻之间的阻值比为4 : 2 : I。本发明的优点将电阻-频率转换电路与按键判决电路对应连接后封装在驱动IC 内并将驱动IC焊接在相应的整机PCB板上，鼠标按键电路分别通过第一电阻R1、第二电阻 Rm及第三电阻Rr与电阻-频率转换电路相连，以使得三个物理按键的检测电路只占用封装后驱动IC的SW管脚，提高驱动IC的集成度，节省封装的时间及成本；当作用鼠标按键电路时，电阻-频率转换电路能将相应的按键状态转换为对应的频率值，通过按键判决电路比较判断后输出相应的按键状态，以完成对鼠标按键作用状态的检测，减少驱动IC外围电路设计的复杂度，同时提高整机PCB的利用率，安全可靠。
图I为现有物理按键检测封装检测电路原理图。图2为现有按键检测电路的电路原理图。图3为本发明的封装原理框图。图4为本发明按键检测封装的示意图。图5为本发明电阻-频率转换电路的电路原理图。图6为本发明按键判决电路的结构框图。图7为本发明频率比较电路的仿真图。图8为本发明频率与物理按键状态对应的示意图。
具体实施例方式下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。图I是现有鼠标物理按键检测方案的一种封装示意图，从图I可以看出，现有的按键检测方案是包括第一物理按键BL、第二物理按键BM及第三物理按键BR，其中第一物理按键BL、第二物理按键BM及第三物理按键BR是相互分离的，第一物理按键BL、第二物理按键 BM及第三物理按键BR对应的一端均接地，另一端与封装后的检测驱动电路相连，即同时占用封装后检测驱动电路的三个管脚。封装后检测驱动电路的内部电路如图2所示，每个驱动检测电路都内置有上拉电阻Rpu，上拉电阻Rpu与电源VDD相连，以便在无摁键操作的时候驱动电路默认输出高电平“I”;在有摁键操作时，按键的低阻抗状态使得上拉电阻Rpu的另一个端子近似短接至地线GND，使得上拉电阻Rpu的另一个端子上的输出电平变成低电平“O”。施密特反相器的作用是防止噪声的影响造成错误的输出状态，提高按键抗噪声的能力。
图3和图4是基于本发明的检测方案的一种封装示意图，鼠标按键电路包括第一物理按键BL、第二物理按键BM以及第三物理按键BR ;按键检测电路包括电阻-频率电路及按键判决电路，电阻-频率电路及按键判决电路封装在驱动IC内；即电阻-频率电路及按键判决电路封装形成的按键检测电路成为驱动IC的一部分；并且驱动IC焊接在相应整机 PCB板上，以形成相应的检测驱动电路。第一物理按键BL、第二物理按键BM及第三物理按键BR分别通过第一电阻Rl、第二电阻Rm及第三电阻Rr与电阻-频率电路相连，电阻-频率电路与按键判决电路相连，第一物理按键BL、第二物理按键BM及第三物理按键BR对应与电阻-频率电路相连的另一端与公共端相连，本发明中公共端为GND端，公共端也可以为电源端VDD，但是为电源端VDD时按键检测电路的实现需要进行相应匹配，同时与GND端会稍有不同。第一电阻R1、第二电阻Rm及第三电阻Rr与驱动IC上的SW管脚相连，此时只占用封装后驱动IC上的一个管脚，降低了驱动IC管脚的数量，提高驱动IC集成度的同时，也能降低驱动IC占用PCB的面积，提高PCB板的利用率，使得整机的集成度有所提高。使用时， 将鼠标按键电路也焊接在整机PCB板上，并通过相应的鼠标壳体封装后形成鼠标。第一电阻R1、第二电阻Rm及第三电阻Rr的阻值大小不一致，为了能够更好地判断第一物理按键BL、第二物理按键BM及第三物理按键BR的作用情况，第一电阻Rl、第二电阻Rm及第三电阻Rr的最优化阻值比为4 2 1，以避免第一物理按键BL、第二物理按键 BM及第三物理按键BR在作用时有相同的输出状态，避免相互作用时的干扰，第一电阻R1、 第二电阻Rm及第三电阻Rr的阻值均为千欧姆级。在鼠标使用时，当有不同的按键操作时，会使得第一电阻R1、第二电阻Rm及第三电阻Rr对应的输入电阻不同，由此引起SW处电阻阻值呈现不同的输入组态，如下表所示。 Sff处电阻输入组态可以有单个按键摁下时对应的第一电阻Rl、第二电阻Rm、第三电阻Rm输入情况、两个按键摁下时的Rr//Rl、Rr//Rm、Rm//Rl输入组态，或者三个按键时的Rr//Rm// Rl组态以及无摁键操作的等效无穷大组态一共8种组合情况，按键检测电路的目的就是辨别检测出这八种按键组合的情况。
权利要求
1.一种基于频域的鼠标按键检测电路，包括鼠标按键电路，所述鼠标按键电路包括第一物理按键(BL)、第二物理按键(BM)及第三物理按键(BR);其特征是所述第一物理按键 (BL)、第二物理按键(BM)及第三物理按键(BR)分别通过第一电阻(R1)、第二电阻(Rm)、第三电阻(Rr)与按键检测电路中的 电阻-频率转换电路相连，所述电阻-频率转换电路的输出端与按键判决电路相连；当作用于鼠标按键电路中相应的物理按键时，通过电阻-频率转换电路将相应物理按键的状态转换为对应的频率值，并将所述频率值输入按键判决电路中，按键判决电路根据输入的频率值判断后输出相应的物理按键作用状态。
2.根据权利要求I所述的基于频域的鼠标按键检测电路，其特征是所述电阻-频率转换电路包括电阻-电流电路及电流-频率电路，所述电阻-电流电路通过电流镜与电流-频率电路相连；电阻-电流电路通过第一电阻(R1)、第二(Rm)及第三电阻(Rr)对应的端部与第一物理按键(BL)、第二物理按键(BM)及第三物理按键(BR)相连。
3.根据权利要求I或2所述的基于频域的鼠标按键检测电路，其特征是所述电阻-频率电路包括运算跨导放大器(0ΤΑ)，所述运算跨导放大器(OTA)的同相端与第一参考电压 Vrefl相连，运算跨导放大器(OTA)的输出端与第一开关管(MO)的栅极端相连，运算跨导放大器(OTA)的反相端与第一开关管(MO)的源极端相连后分别与第一电阻(R1)、第二电阻 (Rm)及第三电阻(Rr)对应相连；第一开关管(MO)的漏极端分别与第二开关管(P2)的漏极端及栅极端相连，第二开关管(P2)的栅极端与第三开关管(P3)的栅极端相连，第二开关管 (P2)的源极端与第三开关管(P3)的源极端相连；第三开关管(P3)的漏极端通过电容(C) 接地，且第三开关管(P3)的漏极端与比较器(COMP)的同相端及第四开关管(SI)的漏极端相连；比较器(COMP)的反相端与第二参考电压Vref2相连，比较器(COMP)的输出端通过延时单元与缓冲器(Buf)及第四开关管(SI)的栅极端相连，第四开关管(SI)的源极端接地。
4.根据权利要求3所述的基于频域的鼠标按键检测电路，其特征是所述第二开关管 (P2)的源极端及第三开关管(P3)的源极端对应连接后与电源VDD相连，所述第二开关管 (P2)与第三开关管(P3)对应连接后形成所述电流镜。
5.根据权利要求I所述的基于频域的鼠标按键检测电路，其特征是所述第一开关管 (MO)及第四开关(SI)均为N型MOS管，第二开关管(P2)及第三开关管(P3)均为P型MOS 管。
6.根据权利要求I所述的基于频域的鼠标按键检测电路，其特征是所述第一物理按键(BL)，第二物理按键(BM)及第三物理按键(BR)分别对应与第一电阻(R1)、第二电阻(Rm) 及第三电阻(Rr)相连的另一端均接地。
7.根据权利要求I所述的基于频域的鼠标按键检测电路，其特征是所述按键判别电路包括频率比较电路，所述频率比较电路与频率判决电路相连，频率判决电路还与频率阈值信息存储单元相连；频率比较电路与电阻-频率转换电路的输出端相连，且频率比较电路的输入端与参考频率Fref相连。
8.根据权利要求I所述的基于频域的鼠标按键检测电路，其特征是所述第一电阻 (R1)、第二电阻(Rm)与第三电阻(Rr)之间的阻值比为4 2 :1。
全文摘要
本发明涉及一种基于频域的鼠标按键检测电路，其包括鼠标按键电路，鼠标按键电路包括第一物理按键、第二物理按键及第三物理按键；第一物理按键、第二物理按键及第三物理按键分别通过第一电阻、第二电阻、第三电阻与电阻-频率转换电路相连，电阻-频率转换电路的输出端与按键判决电路相连；当作用于鼠标按键电路中相应的物理按键时，通过电阻-频率转换电路将相应物理按键的状态转换为对应的频率值，并将频率值输入按键判决电路中，按键判决电路根据输入的频率值判断后输出相应的物理按键作用状态。本发明简化鼠标驱动电路的封装管脚数，提高驱动电路的集成度，节省芯片封装时间及封装成本，降低外围电路复杂度，节省PCB的空间，增加利用率。
文档编号G01R31/00GK102608454SQ20121005269
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月2日 优先权日2012年3月2日
发明者张金霞 申请人:无锡银泰微电子有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
