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智能手機鍵盤控制器的實現(xiàn)方法介紹與比較

作者: 時間:2013-12-09 來源:網絡 收藏



圖2a和2b.

(無源掃描)

Maxim的鍵盤控制器,如MAX7347/MAX7348/MAX7349、MAX7359和MAX7360采用一種獨特的無源掃描方式,利用電流源驅動開關矩陣,并通過檢測電流來檢測按鍵動作。圖3說明了無源按鍵掃描的工作原理。一旦按下一個按鍵,控制器便開始掃描所有按鍵。掃描時,在所有“列”端口施加電壓約為0.5V的恒流源,控制器監(jiān)測流過依次使能的每“行”電流。因為每一時刻只有一“列”檢測到電流流過,所以,對于一個8 x 8開關矩陣,這種無源掃描方式也需要經過64個時鐘周期完成掃描。在按鍵掃描期間,所有“列”電壓都是靜態(tài)的0.5V (有按鍵按下的列除外),在其對應的“行”端口處于掃描期間,該“列”電壓降低到0V.


圖3. Maxim的低鍵盤掃描架構。

每“列”端口是由大約20μA的恒流源驅動,“行”、“列”端口只在開關接觸的很短時間消耗電流。因此,與傳統(tǒng)掃描方式相比,無源掃描因電壓高、低電平變化驅動容性和阻性負載產生的功耗大大降低。

電磁輻射

1.8V供電時,用0.5V電壓擺幅替代滿幅度(1.8V)驅動,可有效降低電磁輻射(降低11dB)。此外,低EMI鍵盤掃描架構中更低的掃描頻率也能幫助降低電磁輻射水平。圖4是傳統(tǒng)方案和低EMI方案的功率頻譜密度(PSD)仿真圖。測試基于1MHz時鐘頻率,供電電壓1.8V,上升/下降時間0.2μs,藍色曲線代表傳統(tǒng)方案,綠色曲線代表低EMI方案。仿真結果表明,Maxim低EMI方案的PSD降低15dB.總之,低EMI方案的電磁輻射相比較傳統(tǒng)方式下降15dB.鑒于如此優(yōu)異的輻射指標,可以省去EMI。



圖4.鍵盤掃描PSD仿真,藍色曲線代表傳統(tǒng)方案,綠色曲線代表Maxim的無源掃描方案。

波形示例

圖5是MAX7359鍵盤控制器的波形,深藍色波形(通道1)為“列”端口波形,淡藍色波形(通道2)為“行”端口波形。該“行”和“列”交叉的那個按鍵在大約第26ms時候按下。經過約2ms的延時,鍵盤控制器被喚醒??刂破鲗ⅰ傲小倍丝谧兂呻娏髟矗妷鹤?yōu)榇蠹s0.5V,并開始掃描。在確認一個按鍵依然被按下或者按鍵被釋放前,它會按設定的去抖時間掃描2次。每對臨近的掃描脈沖,右邊為初始掃描,左邊是第二次的去抖掃描。

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關鍵詞: GPIO EMI 濾波器

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