CN219802313U - 一种低功耗按键扫描装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及按键扫描技术领域，提供了一种低功耗按键扫描装置，包括MCU芯片模块分别与输入管脚电平状态控制模块和输出管脚电平状态控制模块连接，并控制输出管脚电平状态控制模块中输出电平的状态；电源管理模块通过上拉电阻与输入管脚电平状态控制模块连接；按键模块分别与电源管理模块和输入管脚电平状态控制模块连接；按键模块控制输入管脚电平状态控制模块中输入电平的状态。本实用新型相比于常规的按键驱动方式，在按键按下时，可以降低上拉电阻和输出管脚内阻上的功耗，缩短输出管脚电平状态控制模块处于第二逻辑电平0(低电平)的时间，从而实现更低的功耗，除此之外还具有实用性强、可扩展性强等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及按键扫描技术领域，尤其涉及一种低功耗按键扫描装置。
背景技术
目前市面上面向键控类应用的MCU(单片机)在电子产品中的应用范围非常广泛，一般通过按键的控制的电子产品中都需要按键扫描逻辑，常见的键控类电子产品有无线按键、家电遥控器、对讲机、汽车电子周边等。而在应用场景中，这些产品的主要功耗来源是MCU，以及无线收发器、红外收发器、LCD显示驱动模块等功耗比较大的外设。在MCU的按键驱动电路中的标准做法是在按键不接通时，输入管脚是高电平，并且功耗很低，但是当按键接通时，输入管脚是低电平，电流从3.3V通过上拉电阻和按键开关灌入输出管脚，功耗可以达到50微安，而且即使进入低功耗状态甚至深度休眠状态，设置为低电平的输出管脚上的灌入电流也不会消失。
在现有技术中，因此虽然单次按键的功耗很小，但是按键可能被按下很长时间或者使用频率很高的情况下，这些耗电就不可忽视，影响电池寿命和产品的使用寿命。因此，针对按键的功耗问题，尤其是对使用场合在电池供电情况下的键控类产品进行优化，尤其是对低功耗设计是非常重要的。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述技术问题，提出一种低功耗按键扫描装置，本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：
本实用新型的一种低功耗按键扫描装置，包括MCU芯片模块、按键模块、输入管脚电平状态控制模块、输出管脚电平状态控制模块、上拉电阻和电源管理模块；
所述MCU芯片模块分别与所述输入管脚电平状态控制模块和所述输出管脚电平状态控制模块连接，并控制所述输出管脚电平状态控制模块中输出电平的状态；
所述电源管理模块通过所述上拉电阻与所述输入管脚电平状态控制模块连接；
所述按键模块通过第一引脚与所述电源管理模块连接，通过第二引脚与所述输入管脚电平状态控制模块连接；所述按键模块控制所述输入管脚电平状态控制模块中输入电平的状态。
具体地，所述MCU芯片模块包括定时器模块，输入管脚接口和输出管脚接口。
具体地，所述输入管脚接口与所述输入管脚电平状态控制模块连接，所述输出管脚接口与所述输出管脚电平状态控制模块连接。
具体地，所述输入管脚电平状态控制模块包括第一逻辑电平1和第一逻辑电平0。
具体地，所述输出管脚电平状态控制模块包括第二逻辑电平1和第二逻辑电平0。
具体地，所述电源管理模块用于提供的3.3V高电平，以确保低功耗按键扫描装置的正常工作。
具体地，所述按键模块，包括按键和内部开关，所述按键控制所述内部开关的断合，所述内部开关通过第一引脚与所述电源管理模块连接，所述第二引脚与所述输入管脚电平状态控制模块连接。
具体地，所述定时器模块用于检测所述按键扫描功能是否运行。
具体地，当所述定时器模块关闭时，所述按键模块控制所述电源管理模块、所述按键模块和所述输入管脚电平状态控制模块的电流为断开状态时，所述输入管脚电平状态控制模块被配置为所述第一逻辑电平1，所述MCU芯片模块控制所述输出管脚接口，使所述输出管脚电平状态控制模块处于所述第二逻辑电平1，缩短所述输出管脚电平状态控制模块处于所述第二逻辑电平0的时间。
具体地，当定时器模块启动时，所述按键模块控制所述电源管理模块、按键模块和输入管脚电平状态控制模块的为电流断开状态时，所述输入管脚电平状态控制模块被配置为所述第一逻辑电平1，所述MCU芯片模块控制所述输出管脚接口，使所述输出管脚电平状态控制模块处于所述第二逻辑电平0；
当所述按键模块控制所述电源管理模块、按键模块和输入管脚电平状态控制模块的为电流导通状态时，所述输入管脚电平状态控制模块被配置为所述第一逻辑电平0，所述MCU芯片模块控制所述输出管脚接口，使所述输出管脚电平状态控制模块处于所述第二逻辑电平1。
与现有技术相比，本发明存在以下至少一种技术效果：
本实用新型的低功耗按键扫描装置不仅能够降低功耗，而且具有实用性强、可扩展性强、兼容性好、实时性好和提高***的稳定性等优点。
1、实用性强：本实用新型相比于常规的按键驱动方式，在按键按下时，可以降低上拉电阻和输出管脚内阻上的功耗，缩短输出管脚电平状态控制模块处于第二逻辑电平0(低电平)的时间，从而实现更低的功耗。
2、可扩展性强：本实用新型可以扩展到多个按键的情况，只需要增加相应的IO口和按键即可，非常方便。
3、兼容性好：本实用新型的低功耗按键扫描装置可以兼容不同类型的MCU芯片，适用范围广泛。
4、实时性好：本实用新型的低功耗按键扫描装置响应速度快，可以满足各种实时控制应用的要求。
5、可以提高***的稳定性：由于本实用新型的低功耗按键扫描装置减少了在按键按下期间IO口的电平变化，因此可以减少***中出现的干扰和误操作，提高了***的稳定性和可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍：
图1为本实用新型一种低功耗按键扫描装置的原理框图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及具体实施方式,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明,并不用于限定本实用新型。
实施例
本实用新型提供了一种低功耗按键扫描装置，如图1所示，本实用新型包括MCU芯片模块、按键模块、输入管脚电平状态控制模块、输出管脚电平状态控制模块、上拉电阻和电源管理模块。
MCU芯片模块分别与输入管脚电平状态控制模块和输出管脚电平状态控制模块连接，并控制输出管脚电平状态控制模块中输出电平的状态。
电源管理模块通过上拉电阻与输入管脚电平状态控制模块连接。
按键模块通过第一引脚与电源管理模块连接，通过第二引脚与输入管脚电平状态控制模块连接；按键模块控制输入管脚电平状态控制模块中输入电平的状态。
具体地，MCU芯片模块包括定时器模块，输入管脚接口和输出管脚接口。
具体地，输入管脚接口与输入管脚电平状态控制模块连接，输出管脚接口与输出管脚电平状态控制模块连接。
具体地，输入管脚电平状态控制模块包括第一逻辑电平1(高电平)和第一逻辑电平0(低电平)。
具体地，输出管脚电平状态控制模块包括第二逻辑电平1(高电平)和第二逻辑电平0(低电平)。
具体地，电源管理模块用于提供的3.3V高电平，通过上拉电阻应对输入的电源电压波动或不稳定的情况，以免产生误检测，确保低功耗按键扫描装置的正常工作。
具体地，按键模块，包括按键和内部开关，按键控制内部开关的断合，内部开关通过第一引脚与电源管理模块连接，第二引脚与输入管脚电平状态控制模块连接。
具体地，定时器模块用于检测按键扫描功能是否运行，将按键扫描周期设置一定时间间隔，以便定期检测按键状态。
具体地，当定时器模块关闭时，按键模块控制电源管理模块、按键模块和输入管脚电平状态控制模块的电流为断开状态时，输入管脚电平状态控制模块被配置为第一逻辑电平1(高电平)，MCU芯片模块控制输出管脚接口，使输出管脚电平状态控制模块处于第二逻辑电平1(高电平)，缩短输出管脚电平状态控制模块处于第二逻辑电平0(低电平)的时间。
具体地，当定时器模块启动时，按键模块控制电源管理模块、按键模块和输入管脚电平状态控制模块的为电流断开状态时，输入管脚电平状态控制模块被配置为第一逻辑电平1(高电平)，MCU芯片模块控制输出管脚接口，使输出管脚电平状态控制模块处于第二逻辑电平0(低电平)；
当按键模块控制电源管理模块、按键模块和输入管脚电平状态控制模块的为电流导通状态时，输入管脚电平状态控制模块被配置为第一逻辑电平0(低电平)，MCU芯片模块控制输出管脚接口，使输出管脚电平状态控制模块处于第二逻辑电平1(高电平)。
为帮助本领域技术人员理解本发明，下面对本发明一种低功耗按键扫描装置的运行过程作简略说明：
具体步骤如下：
S1：非按键周期性扫描阶段(定时器模块未开启)：
输入管脚电平状态控制模块被配置为第一逻辑电平1(高电平)，MCU芯片模块中的输出管脚控制输出管脚电平控制模块中的电平为第二逻辑电平1(高电平)，实现更低的静态功耗；
按键周期性扫描阶段(定时器模块启动)：
S2：MCU芯片模块中的输出管脚控制输出管脚电平控制模块中的电平为第二逻辑电平0(低电平)；
S3：MCU芯片通过输入管脚接口读取输入管脚电平控制模块中的电平状态，检测按键模块的状态，然后执行对应操作。
当输入管脚电平控制模块中被配置为第一逻辑电平1，则按键没有被按下，进入低功耗状态等待下一次按键周期性扫描阶段；
当输入管脚电平控制模块中被配置为第一逻辑电平0(低电平)，MCU芯片模块中的输出管脚控制输出管脚电平控制模块中的电平为第二逻辑电平1(高电平)，相比于常规的按键驱动方式，在按键按下时，可以降低上拉电阻和输出管脚内阻上的能量消耗，从而实现更低的功耗。
S4：结束扫描。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种低功耗按键扫描装置，其特征在于，包括MCU芯片模块、按键模块、输入管脚电平状态控制模块、输出管脚电平状态控制模块、上拉电阻和电源管理模块；
所述MCU芯片模块分别与所述输入管脚电平状态控制模块和所述输出管脚电平状态控制模块连接，并控制所述输出管脚电平状态控制模块中输出电平的状态；
所述电源管理模块通过所述上拉电阻与所述输入管脚电平状态控制模块连接；
所述按键模块通过第一引脚与所述电源管理模块连接，通过第二引脚与所述输入管脚电平状态控制模块连接；所述按键模块控制所述输入管脚电平状态控制模块中输入电平的状态。
2.如权利要求1所述的低功耗按键扫描装置，其特征在于，所述MCU芯片模块包括定时器模块，输入管脚接口和输出管脚接口。
3.如权利要求2所述的低功耗按键扫描装置，其特征在于，所述输入管脚接口与所述输入管脚电平状态控制模块连接，所述输出管脚接口与所述输出管脚电平状态控制模块连接。
4.如权利要求3所述的低功耗按键扫描装置，其特征在于，所述输入管脚电平状态控制模块包括第一逻辑电平1和第一逻辑电平0。
5.如权利要求3所述的低功耗按键扫描装置，其特征在于，所述输出管脚电平状态控制模块包括第二逻辑电平1和第二逻辑电平0。
6.如权利要求1所述的低功耗按键扫描装置，其特征在于，所述电源管理模块用于提供的3.3V高电平，以确保低功耗按键扫描装置的正常工作。
7.如权利要求1所述的低功耗按键扫描装置，其特征在于，所述按键模块，包括按键和内部开关，所述按键控制所述内部开关的断合，所述内部开关通过第一引脚与所述电源管理模块连接，所述第二引脚与所述输入管脚电平状态控制模块连接。
8.如权利要求2所述的低功耗按键扫描装置，其特征在于，所述定时器模块用于检测所述按键扫描功能是否运行。
9.如权利要求5所述的低功耗按键扫描装置，其特征在于，当所述定时器模块关闭时，所述按键模块控制所述电源管理模块、所述按键模块和所述输入管脚电平状态控制模块的电流为断开状态时，所述输入管脚电平状态控制模块被配置为所述第一逻辑电平1，所述MCU芯片模块控制所述输出管脚接口，使所述输出管脚电平状态控制模块处于所述第二逻辑电平1。
10.如权利要求5所述的低功耗按键扫描装置，其特征在于，当定时器模块启动时，所述按键模块控制所述电源管理模块、按键模块和输入管脚电平状态控制模块的为电流断开状态时，所述输入管脚电平状态控制模块被配置为所述第一逻辑电平1，所述MCU芯片模块控制所述输出管脚接口，使所述输出管脚电平状态控制模块处于所述第二逻辑电平0；
当所述按键模块控制所述电源管理模块、按键模块和输入管脚电平状态控制模块的为电流导通状态时，所述输入管脚电平状态控制模块被配置为所述第一逻辑电平0，所述MCU芯片模块控制所述输出管脚接口，使所述输出管脚电平状态控制模块处于所述第二逻辑电平1。
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- 2023-05-09 CN CN202321096760.8U patent/CN219802313U/zh active Active
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