JPH051486B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はマイクロコンピユータ等を使用した複
数のキースイツチを備えたキーボードマトリクス
における、操作されたキースイツチの判別方法に
関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来より複数のキースイツチを備えたキーボー
ドマトリクスにおける、操作されたキースイツチ
の判別方法としては、スキヤニング方法がよく使
用される。これは時分割でキーボードをスキヤニ
ングするため部品、入出力ポートが少なくてすむ
ためである。

以下に従来のスキヤニング方法について説明す
る。

第１図は従来のスキヤニング方法によるキース
イツチ判別のためのキーボードマトリクスの構成
を示すものであり、説明を容易にするために、制
御手段として入力ポート、出力ポートを備えたマ
イクロコンピユータを使用し、また２×２のキー
ボードマトリクスとした。

第１図において、１，２，３，４はマトリクス
状に配置されたキースイツチである。５，６はス
トローブ線であり、マイクロコンピユータ１３の
出力ポート１３ａから逆流防止ダイオード９，１
０を介して接続される。７，８はデータ線であり
マイクロコンピユータ１３の入力ポート１３ｂに
接続される。１１，１２は抵抗でありデータ線
７，８をそれぞれプルダウンして、キーボードが
押されていない時のデータ線の電位をロウレベル
にしている。

１３はマイクロコンピユータであり、その内部
に出力ポート１３ａと、入力ポート１３ｂと、演
算制御部１３ｃと、記憶部１３ｄを備え、制御手
段として動作し操作されたキースイツチの判別を
行なう。

以上のように構成された従来のキーボードマト
リクスについて、以下にその動作及びキースイツ
チの判別方法について説明する。

キースイツチ１が押されており、他のキースイ
ツチは押されていないとする。この場合ストロー
ク線５とデータ線７は、キースイツチ１によつて
接続状態にある。

まずマイクロコンピユータ１３は、出力ポート
１３ａから、ストローブ線５がハイレベル、スト
ローブ線６がロウレベルとなるように出力する。
するとデータ線７はストローブ線５と接続されて
いるためにハイレベルとなり、データ線８はロウ
レベルのままである。マイクロコンピユータ１３
はこの時点でデータ線７，８上のデータを入力ポ
ート１３ｂから入力し、記憶部１３ｄへ記憶す
る。

次にマイクロコンピユータ１３は、出力ポート
１３ａから、ストローブ線５がロウレベル、スト
ローブ線６がハイレベルとなるように出力する。
この時キースイツチ１が押されていてもデータ線
７，８は共にロウレベルである。マイクロコンピ
ユータ１３はこの時点でデータ線７，８上のデー
タを入力ポート１３ｂより入力し、前に記憶した
入力データと照合し演算制御部１３ｃで演算する
ことによつてキースイツチ１が押されていると判
別する。

これはデータ線７，８上にあらわれるデータの
タイミングと内容が、押されるキースイツチによ
つて全て異なることから判断可能となるものであ
る。

このことを第２図に示す。第２図は各キースイ
ツチを押した場合のストローブ線５，６上にあら
われるストローブ信号S₅，S₆と、データD₇，D₈
とのタイミングを示すタイミングチヤートであ
る。第２図ｂ〜ｆは、キースイツチが押されてい
る時、キースイツチ１〜４が押されている時をそ
れぞれ示す。このタイミングチヤートからキース
イツチが押されていない場合、また各キースイツ
チが各々押された場合に全てタイミングが異なる
ことがわかる。

次に逆流防止ダイオード９，１０の必要性につ
いて説明する。

ストローブ線５がハイレベル、ストローブ線６
がロウレベルの状態で、たとえばキースイツチ１
と３が同時に押されたとすると、ダイオード９，
１０がなければ、出力ポート１３ａのハイレベル
の出力信号は、ストローブ線５→キースイツチ１
→データ線７→キースイツチ３→ストローブ線６
という経路でもう一方の出力ポート１３ａへ回り
込む。このような状態になるとコンプリメンタリ
モス型集積回路（Ｃ−MOS IC）のような出力バ
ツフアでは電源とグランドがシヨートされた状態
となり出力ポートが破壊されたり、あるいは電流
制御抵抗を内蔵しているような出力バツフアでは
破壊はしないまでも、ストローブ信号がシヤント
されそしまうために、ストローブ信号として十分
なハイレベルを保つことができなくなる。

したがつて従来のスキヤニング方法によるキー
スイツチ判別方法では、逆流防止ダイオードが必
要であり、キースイツチの数が多くなりストロー
ブ線が増加すると、そのストローブ線の数だけの
ダイオードが必要となり、コストアツプになると
いう問題があつた。またキーボードマトリクスを
スキヤニングするのに要する時間も、ストローブ
信号を順番に時系列的に出力しなくてはならない
ため、ストローブ線の増加にともなつて増加する
という問題があつた。

発明の目的 本発明は上記従来の問題点を解消するものであ
り、逆流防止用ダイオードを必要とせずコストア
ツプを招くこともなく又、キースイツチの数が増
加しても短い判別時間にて、操作されたキースイ
ツチの判別が行えるキースイツチ判別方法を提供
することを目的とする。

発明の構成 本発明はキーボードマトリクスにおいて、複数
の行方向線を構成する第１の入出力ポートと、複
数の列方向線を構成する第２の入出力ポートと、
複数のキースイツチを備え、前記第１の入出力ポ
ートを出力モードに設定して全ての前記行方向線
にストローブ信号を出力し、前記第２の入出力ポ
ートを入力モードに設定して前記列方向線上のデ
ータをとり込んで第１の入力データとし、前記第
２の入出力ポートを出力モードに設定して全ての
前記列方向線にストローブ信号を出力し、前記第
１の入出力ポートを入力モードに設定して前記行
方向線上のデータをとり込んで第２の入力データ
とし、前記第１の入力データと第２の入力データ
とから操作されたキースイツチを判別する方法で
あり、従来のスキヤニング方法で必要であつた逆
流防止ダイオードを不要とし、またキースイツチ
の数が増加しても、操作されたキースイツチの判
別時間がそれにともなつて増加することのない方
法が実現できるものである。

実施例の説明 第３図は本発明の一実施例におけるキースイツ
チ判別のためのキーボードマトリクスの構成を示
すものであり、説明を容易にするために制御手段
として入出力ポートを備えたマイクロコンピユー
タを使用し、また２×２のキーボードマトリクス
とした。

第３図において、１４，１５，１５，１６，１
７はマトリクス状に配置されたキースイツチであ
る。１８，１９はマイクロコンピユータ２６の第
１入出力ポート２６ａに接続される行方向線であ
り、抵抗２２，２３でプルダウンされている。２
０，２１はマイクロコンピユータ２６の第２入出
力ポート２６ｂに接続される列方向線であり、抵
抗２４，２５でプルダウンされている。

２６はマイクロコンピユータであり、その内部
に第１入出力ポート２６ａと、第２入出力ポート
２６ｂと、演算制御部２６ｃと、記憶部２６ｄを
備え、制御手段として動作し、操作されたキース
イツチの判別を行なう。

以上のように構成されたキーボードマトリクス
について、以下にその動作及びキースイツチの判
別方法について説明する。

キースイツチ１４が押されており、他のキース
イツチは押されていないとする。この場合、行方
向線１８と列方向線２０は、キースイツチ１４に
よつて接続状態にある。

まずマイクロコンピユータ２６は、第１入出力
ポート２６ａを出力モードに設定し第２入出力ポ
ート２６ｂを入力モードに設定する。次に第１入
出力ポート２６ａを全てハイレベルにし、行方向
線１８，１９をハイレベルにした後に第２入出力
ポート２６ｂから入力データをとり込む。この時
行方向線１８と、列方向線２０は接続状態にある
ため、列方向線２０はハイレベル、列方向線２１
はロウレベルとなつているのでこれを第１の入力
データとして記憶部２６ｄへ記憶する。

次にマイクロコンピユータ２６は、第１入出力
ポート２６ａを入力モードに設定し、第２入出力
ポート２６ｂを出力モードに設定する。ついで第
２入出ポート２６ｂを全てハイレベルにし列方向
線２０，２１をハイレベルにした後に第１入出力
ポート２６ａから入力データをとり込む。この
時、行方向線１８と列方向線２０は接続状態にあ
るため行方向線１８はハイレベル行方向線１９は
ロウレベルとなつておりこれを第２の入力データ
としてとり込む。

この第２の入力データと前に記憶した第１の入
力データとを照合し演算制御部２６ｃで演算する
ことによつてキースイツチ１４が押されていると
判別する。

第４図は、キースイツチが押されていない場合
及びそれぞれキースイツチ１４，１５，１６，１
７が押された場合について、行方向線１８，１９
と列方向線２０，２１についてのそのレベルのタ
イミングチヤートである。x₁₈，x₁₉及びy₂₀，y₂₁
はそれぞれ行方向線及び列方向線２０，２１のレ
ベルである。

第４図ａ〜ｅはキースイツチが押されていない
時及びキースイツチ１４〜１７が押された時をそ
れぞれ示している。キースイツチ１４が押されて
いる場合を例にとつて説明すると、t₁において行
方向線１８，１９がハイレベルとなり、この場合
列方向線２０がハイレベルとなり、列方向線２１
はロウレベルである。t₂において列方向線２０，
２１がハイレベルとなり、この場合行方向線１８
がハイレベルとなり、行方向線１９はロウレベル
である。

第４図からキースイツチが押されていない場合
及び各キースイツチが押された場合についてタイ
ミングが異なることがわかる。したがつて、どの
キースイツチが操作されたか判別することができ
る。

以上説明したように、第１の入出力ポート２６
ａを出力モードにし、第２の入出力ポート２６ｂ
を入力モードにして第１の入力データを読み込む
ステツプと、第２の入出力ポート２６ｂを出力モ
ードにし、第１の入出力ポート２６ａを入力モー
ドにして第２の入力データを読み込むステツプの
２段階のステツプでキースイツチを判別すること
ができる。これはキースイツチの数が多くなつて
も同様であり、判別時間がキースイツチ数の増加
にともなつて増加することはない。

また、たとえばキースイツチ１４と１６が同時
に押されることがあつても、それぞれの入出力ポ
ートは出力モードでは常にハイレベルであるか
ら、従来例で説明したような信号のシヤントはお
こらず逆流防止ダイオードが不要である。

なお、本実施例において各方向線を抵抗でプル
ダウンしているが、これは入出力ポートが入力モ
ードの時に内部でプルダウンされるような構造の
マイクロコンピユータであればさらに省略するこ
とができる。

また本実施例のハイレベル、ロウレベルの論理
は逆転してもよいことは言うまでもない。

発明の効果 本発明は、キーボードマトリクスにおいて、複
数の行方向線を構成する第１の入出力ポートと、
複数の列方向線を構成する第２の入出力ポートと
複数のキースイツチを備え、第１の入出力ポート
を出力モードに設定して全ての行方向線にストロ
ーブ信号を出力し、第２の入出力ポートを入力モ
ードに設定して列方向線上のデータをとり込んで
第１の入力データとし、第２の入出力ポートを出
力モードに設定して全ての列方向線にストローブ
信号を出力し、第１の入出力ポートを入力モード
に設定して行方向線上のデータをとり込んで第２
の入力データとし、第１の入力データと第２の入
力データとから操作されたキースイツチを判別す
る方法をとることにより、従来のスキヤニング方
法で必要であつた逆流防止ダイオードを不必要に
し、構成を簡単にすることができ、コストを下げ
ることができる。、またキーボードのデータの読
み込みが２ステツプでできるため、キースイツチ
の判別時間が短かくてよい。これはキースイツチ
の数が多い程、より効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のスキヤニング方法によるキース
イツチ判別のためのキーボードマトリクスの概略
構成図、第２図は従来のスキヤニング方法のタイ
ミングチヤート、第３図は本発明の一実施例にお
けるキースイツチ判別のためのキーボードマトリ
クスの概略構成図、第４図は本発明の一実施例に
おけるタイミングチヤートである。 １，２，３，４……キースイツチ、５，６……
ストローブ線、７，８……データ線、９，１０…
…逆流防止ダイオード、１１，１２……プルダウ
ン抵抗、１３……マイクロコンピユータ、１４，
１５，１６，１７……キースイツチ、１８，１９
……行方向線、２０，２１……列方向線、２２，
２３，２４，２５……プルダウン抵抗、２６……
マイクロコンピユータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数のキーを有するキーボードと、前記キー
   のそれぞれに接続された行方向の線および列方向
   の線とよりなるキーボードマトリクスの、前記複
   数の行方向線に接続された第１の入出力ポート
   と、前記複数の列方向線に接続された第２の入出
   力ポートを備えた中央演算装置の、前記第１の入
   出力ポートを出力モードに設定して全ての前記行
   方向線に前記中央演算装置よりストローブ信号を
   出力し、前記第２の入出力ポートを入力モードに
   設定して前記列方向線上のデータを前記中央演算
   装置へとり込んで第１の入力データとし、その後
   前記第２の入出力ポートを出力モードに設定して
   全ての前記列方向線に前記中央演算装置よりスト
   ローブ信号を出力し、前記第１の入出力ポートを
   入力モードに設定して前記行方向線上のデータを
   前記中央演算装置へとり込んで第２の入力データ
   とし、前記第１の入力データと前記第２の入力デ
   ータとから操作された前記キーを判別することを
   特徴とするキースイツチの判別方法。