JPH0222734Y2 - - Google Patents

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JPH0222734Y2
JPH0222734Y2 JP1984070474U JP7047484U JPH0222734Y2 JP H0222734 Y2 JPH0222734 Y2 JP H0222734Y2 JP 1984070474 U JP1984070474 U JP 1984070474U JP 7047484 U JP7047484 U JP 7047484U JP H0222734 Y2 JPH0222734 Y2 JP H0222734Y2
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    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/02—Input arrangements using manually operated switches, e.g. using keyboards or dials
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Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、マイクロプロセツサを含む電池式の
キーボード装置における節電システムに関する。
［従来技術］ 現在知られている電池式のキー入力装置は２つ
の一般的なグループに分類される。
第１のグループは、最も単純な４則演算機能型
のものからより強力なプログラム電卓に至るまで
の電子式卓上計算器である。これらの機器は全
て、長時間連続的に使われるものではない。普通
の操作法は、装置のスイツチを入れ、１つ以上の
計算を行ない、次にスイツチを切る事である。そ
のような挿削を行なう場合、用いられる表示の形
に依存するが、計算器の電池は数か月〜数年位、
持つ。電池を節約するために、操作後計算器が放
置された時、多くの装置は、キー操作の何分か後
にマイクロプロセツサがスタンバイ・モードに切
り換わり且つ表示がオフに切り換わるような構成
を採用している。その後、マイクロプロセツサ及
び表示は特定のキー普通はクリア・キーを押す事
によつてパワー・アツプされる。
第２のグループは、例えばテレビのリモート制
御ユニツト等のリモード制御装置を含む。これら
の装置は、赤外線発生器等の何らかの形の伝送装
置を用いるので、動作中、平均的な計算器よりも
多くの電力を消費する。そのような制御装置は普
通、比較的まれに且つ短時間しか使われない。典
型的な場合、テレビのリモート制御ユニツトは、
一日に高々10〜20回そして各回に高々約10個の制
御パルスの系列しか発生しないであろう。動作間
に、これらのユニツトは完全にスイツチが切られ
る。従つて、電池切れは全く重大な問題にならな
い。
［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、もしも例えばマイクロコンピユ
ータのために遠隔操作式の、自給式の、電池を電
源とするキーボード入力装置を提供する必要があ
るならば、電池の寿命は重大な問題になるであろ
う。そのような装置は、１日のうちかなり連続的
に使われるかもしれない。そういつた動作条件の
場合、何らかの電池節約システムがなければ、電
池寿命が不充分なため、頻繁に電池を交換しなけ
れば信頼性のある動作は保証されないであろう。
［問題点を解決するための手段］ 本考案は、マイクロプロセツサがキー入力信号
を処理して符号化出力信号を発生し赤外線発光装
置を駆動するような電池式キーボード入力装置に
関する。マイクロプロセツサは、キー入力信号に
応答してパワー・モードにされた後、セツト状態
となり、キー入力信号の処理を終了すると、リセ
ツトされ、低消費電力のスタンバイ・モードにセ
ツトされ、次のキー・ストロークが検出されるま
で、パワー・アツプされない。従つて、マイクロ
プロセツサが大部分の時間、低消費電力のスタン
バイ・モードの状態にあるので、電池の電力が節
約される。また、電池のモード切替に際しては、
プロセツサを必ず、セツトもしくはリセツト状態
にするので、キーボード操作のいかんにかかわら
ず、電池のモード切替に伴なう過渡的な障害、特
にエラー信号による誤動作を生じることがない。
［実施例］ 第１図で、キーボード入力装置はマトリツク
ス・キーボード２に結合されたマイクロプロセツ
サ１を含む。マイクロプロセツサ１は日本電気製
の80C48マイクロプロセツサでもよい。簡単のた
め、本考案に特に関係のある入出力だけを示して
いる。それらは、８本の入力DB０〜DB７から
成る入力データ・ポート線、同様に８本のＰ１０
〜Ｐ１７から成る第１の出力ポート線、各プロセ
ツサ・サイクル中に１回の出力を与え従つてクロ
ツク出力として役に立つアドレス・ラツチ・エネ
ーブル出力ALE、第２の出力ポートの２つの信
号線Ｐ２５及びＰ２７、リセツト入力、そして低
消費電力スタンバイ入力VDDである。
第１の出力ポート線Ｐ１０〜Ｐ１７は、８個の
反転増幅器１１〜１２及び８個のダイオード１３
〜１４を経てマトリツクス・キーボード２を駆動
するように結合されている。キーボード２からの
８本のセンス線はマイクロプロセツサ１のデータ
入力ポートDB０〜DB７にフイードバツクされ
ている。マトリツクス駆動線は各々抵抗１５〜１
６を経て電池の正電圧に結合され、マトリツク
ス・センス線は各々同様に抵抗１７〜１８を経て
電池の正電圧に結合されている。
キーボード２はマトリツクス接触型であつて、
キーの押圧により、そのキー位置で交差する１本
の駆動線とセンス線とが接続される。このシステ
ムに適したキーボード技術としては、フル・トラ
ベル接触膜システム又はカーボン接触／ラバー・
ドーム・システムがある。
第２図は、第１図のシステムの典型的な動作中
にキーボードの駆動線及びセンス線上に生じる信
号を示す。例えばＰ１０からの駆動線上の信号及
びDB０に加えられるセンス信号に注目する。セ
ンス線に結合された８個のキーのどれも押されて
いなければ、抵抗からセンス線に殆んど電流が流
れないので、このセンス線は高電圧に保たれる。
同様に、Ｐ１０駆動線に結合されたキーがどれも
押されなければ、反転増幅器１１への入力は高レ
ベルであり、従つてその出力は低いが、駆動線が
マトリツクス２内で接続されていないのでダイオ
ード１３を経て電流が流れることはない。これら
の線を結合するキーが押された時、増幅器１１の
出力が低いので、抵抗１７、キーボード接点及び
ダイオード１３を電流が流れる。従つてDB０セ
ンス線上の電圧レベルは低下する。その後、マイ
クロプロセツサ１がＰ１０上に駆動パルスを出す
時、抵抗１５に電流が流れ、増幅器１１への入力
は低下する。従つてこの増幅器の出力は上昇し、
ダイオード１３を流れる電流を遮断する。そのた
めＰ１０パルスの期間中DB０線は高レベルにな
る。走査サイクル中、Ｐ１０パルスに続いて順に
Ｐ１１〜Ｐ１７パルスが各駆動線を駆動し、押圧
されたキーに対応する各センス線上に出力が与え
られる。第２図はこの構成のタイミングを示す。
行Ｋ１及びＫ３は、各々駆動線Ｐ１０／センス線
DB０及び駆動線Ｐ１２／センス線DB２に対応
する２つのキーの押圧時間を示す。行Ｋ２は、上
記のキーの後で押された、駆動線Ｐ１１／センス
線DB１に対応するキーの押圧時間を示す。各キ
ーの押圧時間は60ミリ秒程度であるが、そのうち
有用な時間は中央の30ミリ秒であり、斜線の領域
は接触反動又はノイズの生じ得る時間を示す。図
示するように、Ｐ１０〜Ｐ１７の駆動パルスは全
部で16ミリ秒の期間を有する。矢印は、Ｋ１及び
Ｋ３のキーを押圧した場合DB０及びDB２のセ
ンス線に適当なセンス信号が生じ、Ｋ２のキーを
押圧した場合DB１のセンス線上に信号が生じる
事を示している。
第２図で、キーを押す前はマイクロプロセツサ
１は低消費電力のスタンバイ状態であり、従つて
信号線Ｐ１０〜Ｐ１７には何の信号も生じない事
が仮定されている。キーを押すと、延遅Ｄの後に
信号Ｐ１０〜Ｐ１７が発生し始める。第２図では
Ｄは15ミリ秒であるが、最初のキー押圧に関する
30ミリ秒のセンス時間の内に駆動信号の最初のサ
イクルが生じることが可能であれば、Ｄはどのよ
うな長さでもよい。この遅延の間に、マイクロプ
ロセツサがスタンバイ状態からパワー・アツプす
る事ができる。
第１図に戻ると、８入力のNORゲート３の各
入力はセンス線DB０〜DB７の各々に結合され
ている。どのキーも押されていない時、それらの
信号線は全て高レベルであり、従つて信号線１９
の出力は低レベルである。信号線１９は、３つの
NANDゲート４，５及び６から成るラツチ回路
へセツト入力として結合されている。このラツチ
回路は後述する信号線２０上の信号によつてリセ
ツトされる。現在ラツチ回路はリセツトされてい
ると仮定すると、信号線１９上の信号はラツチを
セツトし、その出力線２１を「０」状態から
「１」状態に上昇させる。
信号線２１上の、この「１」状態は直接Ｄフリ
ツプフロツプ９のＳ入力に加えられ、またインバ
ータ２２によつて反転された後、「０」入力とし
てシングル・シヨツト回路７及びＤフリツプフロ
ツプ８のＲ入力に加えられる。この直前の時間
に、フリツプフロツプ９のクロツク線への入力は
存在せず、Ｓ入力が「０」、「Ｄ」入力が０、そし
てＲ入力が「０」なので、Ｑ出力は０である。こ
のＱ出力は図に示すように、マイクロプロセツサ
１のVDD入力に加えられ、「０」状態の時、マイ
クロプロセツサを低消費電力のスタンバイ・モー
ドにセツトする。この時、信号線２１からのＳ入
力が「１」に変化すると、フリツプフロツプ９は
Ｑに「１」出力を与えるようにスイツチする。従
つてマイクロプロセツサはスタンバイ・モードか
ら解放される。上述のように、インバータ２２か
らの「０」入力は同時に16ミリ秒のシングル・シ
ヨツト遅延回路７及びフリツプフロツプ８のＲ入
力に加えられる。フリツプフロツプのＤ入力は常
に「１」であり、Ｓ入力は常に「０」である。イ
ンバータ２２からの「１」信号の到着に先行して
Ｒ入力が「１」になるのでＱ出力が「０」であ
り、マイクロプロセツサーのリセツト入力に
「０」出力を与え、そのためマイクロプロセツサ
はリセツト状態になる。インバータ２２からフリ
ツプフロツプ８のＲ入力へ「０」信号はＱ出力を
変化させないが、フリツプフロツプをクロツク入
力の信号に応答する同期モードにセツトする。こ
のクロツク入力は、「１」出力を与えるようにフ
リツプフロツプ８をセツトする立ち上りエツジと
して16ミリ秒後に遅延回路７から到着する。これ
はマイクロプロセツサ１をリセツト状態からセツ
ト状態へ変化させる。この出力はフリツプフロツ
プ９のＤ入力へも加えられるが、この時このフリ
ツプフロツプは非同期モード（Ｓ＝１）で動作し
ているので、Ｄ入力信号はＱ出力に対して影響し
ない。
これまでに起きた事は、キーが押され、フリツ
プフロツプ９がマイクロプロセツサ１をスタンバ
イ・モードから動作モードに切り換え、16ミリ秒
の遅延の後でフリツプフロツプ８がマイクロプロ
セツサをリセツト状態から解放した事である。こ
の時マイクロプロセツサは入力DB０〜DB７の
キーストローク入力に応答して、このデータを伝
送に適した形式に変換し、そして内部の伝送バツ
フアにバツフアした後で、第２の出力ポートの出
力ｐ２５から信号線２３にシリアルに送信する。
信号線２３は、受信装置に赤外線パルスを伝送す
るための発光ダイオード２４を駆動するドライバ
増幅器１０に接続されている。
マイクロプロセツサは伝送バツフアの内容を連
続的にモニタし、それが空の時、第２の出力ポー
トの出力Ｐ２７に信号を発生する。この信号は
NANDゲート６に加えられ、このNANDゲート
を含むラツチの状態を切り換え、それによつて信
号線２１を「１」状態から「０」状態に戻す。こ
れはインバータ２２を経由してフリツプフロツプ
８のＲ入力に「１」信号として伝えられる。この
信号によりリセツトされたフリツプフロツプ８は
マイクロプロセツサのリセツト入力に「０」出力
を与え、これをリセツト状態にする。この「０」
出力はフリツプフロツプ９のＤ入力にも加えら
れ、それを同期モードにセツトする。このモード
において、マイクロプロセツサのALE出力から
のクロツク・パルスの次の立ち上りエツジが、フ
リツプフロツプを「０」出力を与えるように切り
換える。この出力はマイクロプロセツサのVDD入
力に加わり、それを低消費電力のスタンバイ・モ
ードに戻す。
以上、バツテリー電源を用いたキーボード入力
装置について説明を行なつた。バツテリーの寿命
は、マイクロプロセツサがキーストローク・デー
タを処理し送信すると即座にマイクロプロセツサ
をスタンバイの低消費電力状態にすることによつ
て、延ばされる。ごく僅かの例外的な場合を除く
全ての場合において、この条件が各キーストロー
クの間に入る。
もし１日８時間当り10000のキーストロークで
動作するシステムで、各キーストロークを処理す
るのに回路が0.1秒を要し、その後回路がスタン
バイ状態になるとすれば、回路は16.67分間即ち
１日の3.5％、活動状態にあり、１日の残りの
96.5％はスタンバイ状態にある。活動時の電流が
6mAでスタンバイ時の電流が1.5μAであれば、電
力消費は１日当り、1.5／106×96.5／100×８＋
６／103×3.5／100×８）×103＝1.6916mA時であ
る。これは回路の活動状態が連続的に持続するよ
うな最悪の場合と比較すると、劇的である。この
場合、バツテリーの電力消費は１日当り（６／
103×８）×103＝48mA時である。従来技術の場
合、最後のキーストロークの数分後にスタンバイ
状態になつていたので、この最悪の場合が正常な
状態であり１日に１度か２度スタンバイ状態にな
るのが普通であろう。
〔考案の効果〕
従つて、本考案を用いれば、バツテリー式のキ
ーボードのバツテリー寿命を大幅に延ばすことが
できる。
また、電源切替の過渡時の不安定性に起因する
誤動作もない。
【図面の簡単な説明】
第１図はバツテリーを電源とするキーボード入
力装置の回路を示す図、第２図はキーボードの駆
動信号及びセンス信号のタイミング図である。 １……マイクロプロセツサ、２……キーボー
ド・マトリツクス、１０……駆動増幅器、２４…
…LED。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 複数の駆動線とセンス線の各交点に位置するキ
    ーを有し、キーが押された時、対応する駆動線と
    センス線とを接続するマトリツクスキーボード
    と、 上記キーが押されているか否かによつて上記セ
    ンス線上に高、低いずれかのレベルのセンス信号
    を生じさせる手段と、 上記駆動線に接続された第１の出力ポートと、
    上記センス線に接続された入力ポートと、外部被
    駆動装置に接続された第２の出力ポートとを有
    し、かつ、低消費電力のスタンバイモードと、高
    消費電力のパワーモードとの切替用入力及び、セ
    ツト状態とリセツト状態の切替用入力とを有し、
    パワーモードにおいて、上記駆動線に駆動パルス
    を与え、上記センス信号を処理して上記外部被駆
    動装置を駆動する駆動信号を発生させるマイクロ
    プロセツサと、 上記各センス線に接続された複数の入力を有す
    るNOR回路を含み、上記センス信号の状態に応
    答した第１の信号を発生する第１の装置と、 上記第１の信号と上記センス信号の処理が終了
    した事を示すマイクロプロセツサの出力信号を入
    力するラツチ回路とを含み、 上記第１の信号に応答して上記マイクロプロセ
    ツサをスタンバイモードからパワーモードに切替
    えた後、セツト状態とし、上記センス信号の処理
    終了を示すマイクロプロセツサの出力信号に応答
    して上記マイクロプロセツサをリセツト状態に切
    替えた後スタンバイモードに戻す第２の装置とを
    含む事を特徴とする電池電源式のキーボード装
    置。
JP1984070474U 1983-08-10 1984-05-16 電池電源式のキーボード装置 Granted JPS60180036U (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/522,061 US4649373A (en) 1983-08-10 1983-08-10 Powered conservation system in battery powered keyboard device including a microprocessor
US522061 1983-08-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60180036U JPS60180036U (ja) 1985-11-29
JPH0222734Y2 true JPH0222734Y2 (ja) 1990-06-20

Family

ID=24079302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1984070474U Granted JPS60180036U (ja) 1983-08-10 1984-05-16 電池電源式のキーボード装置

Country Status (15)

Country Link
US (1) US4649373A (ja)
EP (1) EP0134966B1 (ja)
JP (1) JPS60180036U (ja)
KR (1) KR890002322B1 (ja)
AR (1) AR241285A1 (ja)
AT (1) ATE31984T1 (ja)
BR (1) BR8403982A (ja)
CA (1) CA1226623A (ja)
DE (1) DE3468756D1 (ja)
ES (1) ES8507711A1 (ja)
GB (1) GB2144889A (ja)
HK (1) HK99489A (ja)
MX (1) MX155926A (ja)
SG (1) SG62189G (ja)
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