專利名稱：校準電阻式階梯交換矩陣的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及電阻式階梯交換矩陣(resistive ladder switchingmatrix)。具體地說，本發(fā)明涉及在便攜式電子裝置(諸如，移動電話)中操作鍵盤用的電阻式階梯交換矩陣。更具體地說，本發(fā)明涉及校準電阻式階梯交換矩陣以補償操作參數(shù)的各種變化，諸如，將鍵盤電阻式階梯連到便攜式電子裝置中的處理電路的鍵盤觸點的溫度和氧化。
相關技術描述在現(xiàn)有技術中已知電阻式階梯交換矩陣(或網(wǎng)絡)，而且一般被用來操作在電子裝置中的鍵盤。在這種系統(tǒng)中，按下按鈕完成了在參考電壓和地之間的一個或多個電阻的電氣連接，從而響應于按下鍵盤中的每個按鈕，在矩陣的輸出產(chǎn)生唯一電壓。通過監(jiān)測由階梯網(wǎng)絡輸出的電壓信號的幅度，微處理器可確定用戶在鍵盤上按下哪個按鈕。
由于用由階梯網(wǎng)絡輸出的輸出信號的幅度來在按下鍵盤上的不同按鈕之間進行區(qū)分，所以重要的是適當?shù)匦示W(wǎng)絡，從而微處理器可適當?shù)貙⒕W(wǎng)絡輸出的每個電壓與鍵盤上的正確按鈕相關聯(lián)。不幸的是，電阻式節(jié)氣網(wǎng)絡的觸點的溫度和氧化變化將導致響應于按下每個按鈕的電壓輸出偏移。除非做校正以補償撰寫電壓偏移，否則微處理器不能正確地確定用戶按下哪個按鈕。于是，理想的是，有這樣的系統(tǒng)，它可用來校準階梯網(wǎng)絡以解釋這種電壓偏移并保證微處理器將來自階梯網(wǎng)絡的每個輸出電壓與鍵盤上的適當按鈕相關聯(lián)。
電子裝置(諸如，某些蜂窩電話(稱為‘輕彈電話(flip-phone)’))和便攜式計算機具有可打開和關閉的可移動蓋子。在輕彈電話的情況下，與電阻式階梯網(wǎng)絡一起使用的鍵盤本身可設置在可移動蓋子上，從而鍵盤是暴露在外的，而且當關閉蓋子時它是有源的，而當蓋子處于打開狀態(tài)時它處于“隱藏”和無源狀態(tài)。如果有這樣一種系統(tǒng)，它可用來校準適于與電子裝置(諸如，具有可移動蓋子的輕彈電話和便攜式計算機)一起使用的電阻式階梯網(wǎng)絡，這將是特別理想的。
這些問題和不足已被本發(fā)明以下述方法認識到并加以解決。
發(fā)明概述本發(fā)明是一種用來校準耦合到便攜式電子裝置中的鍵盤的電阻式階梯交換矩陣的方法和裝置，其中上述電子裝置的外殼帶有可處于打開或關閉狀態(tài)的蓋子。通過將蓋子從打開狀態(tài)移到關閉狀態(tài)，把校準元件的第一觸點耦合到參考電壓，而且把校準元件的第二觸點耦合到地。當將校準元件的第一觸點耦合到參考電壓而將基本元件的第二觸點耦合到地時，確定跨校準元件的校準電阻。當沒有按下與鍵盤相關的按鈕時，參考電阻對應于電阻式階梯交換矩陣的輸入阻抗。當蓋子處于關閉狀態(tài)時，根據(jù)校準電阻校準來自電阻階梯交換網(wǎng)絡的信號。
附圖簡述結(jié)合附圖，從下面的詳細描述，本發(fā)明的特征、目的和優(yōu)點將顯而易見，其中相同標號作相應表示

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明校準電阻式階梯交換矩陣的系統(tǒng)的方框圖。
較佳實施例的詳細描述現(xiàn)在，參照圖1，示出根據(jù)本發(fā)明校準電阻式階梯交換矩陣110的系統(tǒng)100的方框圖。在如圖1所述的實施例中，本發(fā)明用來校準設于移動蜂窩輕彈電話的蓋子120上的交換矩陣，雖然熟悉現(xiàn)有技術的人員可理解本發(fā)明可用于同樣使用打開和關閉的可移動蓋子的其它電子裝置，諸如便攜式計算機?？梢苿由w子120最好包括鍵盤而且由機械鉸鏈(未圖示)將它軸耦合到輕彈電話的基座(base)130。機械鉸鏈允許蓋子120在打開位置和關閉位置之間繞樞軸旋轉(zhuǎn)或自轉(zhuǎn)(pivot or rotate)最好將鍵盤設置在蓋子120的外部，從而鍵盤向用戶暴露，而且當蓋子處于關閉狀態(tài)而且閉合觸點140和142時鍵盤是有源的。
電子觸點140和142耦合到可移動蓋子120和基座130上的終端144、144a、146和146a，而且觸點140和142的相對位置隨著可移動蓋子120相對應基座130繞樞軸旋轉(zhuǎn)而改變。特別是，當可移動蓋子位于它的關閉位置時，兩個觸點140都電氣連接在一起而且兩個觸點142也電氣連接在一起。相反，當可移動蓋子處于它的打開位置時，兩個觸點140相互電氣分開，而且將兩個觸點142相互分開。于是當可移動蓋子120移入它的關閉位置時，觸點140用于將終端144電氣耦合到終端144a，而且當可移動蓋子120移入它的關閉位置時，觸點142用于將終端146電氣耦合到終端146a。當將可移動蓋子120旋轉(zhuǎn)到它的打開位置時，觸點140是分開的而且觸點142也是分開的，從而導致終端144與終端144a斷開，而且終端146與終端146a斷開。
將在階梯矩陣110中的開關S1、S2……SN耦合到位于蓋子120上的電話鍵盤上的按鈕(未圖示)并由它們激勵。當可移動蓋子120是處于關閉位置時，一旦按下開關S1、S2……SN之一，在階梯矩陣中的電阻R1、R2……RN之一或多個通過地有選擇地耦合到參考電壓。于是，當蓋子120處于關閉位置時，按下在鍵盤上的一個按鈕將導致向模擬-樞軸變換器150提供并繼而向微處理器160提供與按下的按鈕相關的唯一電壓，根據(jù)向微處理器160提供的電壓信號的幅度，微處理器識別在鍵盤上按下的按鈕。如在背景技術中所述，作為觸點140和142上的溫度變化和氧化的結(jié)果，這些電壓信號的幅度將變化。
本發(fā)明還包括校準元件115，它可被建模為電阻(RCAL)(如圖1所示)，當蓋子120處于關閉位置時，上述電阻具有連接到參考電壓的一個終端和連接到地的一個終端。在較佳實施例中，校準元件不對應于如圖1所示的物理電阻器，但是當不按下與鍵盤相關的任何按鈕時，簡單地表示對應于電阻式階梯矩陣110的輸入阻抗。在其它實施例中，校準元件115還可包括物理電阻器，而且在這些情況下，當沒有按下與鍵盤相關的任何按鈕時，校準元件115的全部電阻將等于物理電阻器的電阻加上對應于電阻式階梯交換矩陣110的輸入阻抗的電阻。當蓋子120處于它的打開位置而且不激勵任何開關S1、S2或S3時，校準元件115向模擬-樞軸變換器150提供電壓，而且最后向微處理器160提供電壓。通過測量向ADC150提供的電壓，微處理器160確定對應于校準元件115的電阻的校準電阻。如下面詳細描述，可用該校準電阻的變化來跟蹤由于觸點140和142的溫度變化和氧化導致的隨著時間出現(xiàn)在階梯網(wǎng)絡中的變化。由于通過觸點140和142分別將校準元件115的終端連接到參考電壓和地，所以當蓋子處于它的打開位置時，將校準元件115的終端與參考電壓和地斷開。
在較佳實施例中，當觸點140和142是新且干凈時(例如，其中設有階梯交換矩陣的電話或便攜式裝置是新的)，最初測量校準電阻，而且存儲它以便參考(“參考電阻”)。后來，在觸點140和142可能變舊、被腐蝕或變臟之后，例如，通過打開蓋子120和測量施于ADC150的電壓，再次測量校準電阻。之后，校準電阻將對應于參考電阻以及由于觸點140和142變舊引起的一些“附加電阻”。通過從存儲的參考電阻中減去后來測得的校準電阻，微處理器160可確定由于觸點140和142變舊引起的已加入電路的“附加電阻”。在階梯矩陣的后來操作期間，一旦按下鍵盤按鈕，微處理器160就用該“附加電阻”值調(diào)節(jié)或校準電阻，以補償開關觸點的溫度變化和氧化。在一個實施例中，微處理器160通過首先從與按下鍵盤按鈕相關的測定電阻中減去“附加電阻”，而且一旦從通過鍵盤按鈕接收到的測定電阻中減去“附加電阻”，微處理器160就通過將調(diào)節(jié)電阻值與查詢表相比，嘗試將調(diào)節(jié)的電阻與在鍵盤上的特定按鈕相關聯(lián)。
在本發(fā)明的一個實施例中，參考電壓是3.3V。雖然圖1示出校準元件115作為物理電阻器，但是在較佳實施例中，校準元件115的電阻實際上對應于移動電話的所有元件的等效電阻，如在所有開關S1、S2……SN打開的情況下跨終端140和142測定的那樣。在該特定實施例中，校準元件的等效電阻(RCAL)大約是210KΩ。選擇在該實施例中R1至RN的值與ADC150的能力相兼容以在電壓電平之間進行區(qū)分，同時保持這些值與剩余電話電路相兼容。在一個特定實施例中，R1是1KΩ，R20(RN)是261KΩ，而且R2至R19在這些值之間。應理解，R1至RN和RCAL(等效電阻)可取其它值。此外，熟悉本技術領域的人員應理解，可用當在參考電壓和地之間連接時產(chǎn)生校準電壓的其它電路元件或布局代替如圖1所示的校準元件115。
提供前面對較佳實施例的描述以使得熟悉本技術領域的人員進行或運用本發(fā)明。對于熟悉本技術領域的人員而言，對這些實施例的各種變化是顯而易見的，而且可將這里所述的一般原理用于其它實施例，而不必進行創(chuàng)造性勞動。于是，本發(fā)明并不局限于這里所述的方法和裝置，而是與下面的書一致的最寬范圍。
權(quán)利要求
1.一種校準耦合到具有外殼的便攜式電子裝置中的鍵盤的電阻式階梯交換矩陣的方法，其中所述電子裝置的外殼帶有定位在打開或關閉狀態(tài)的蓋子，其特征在于，所述方法包括下列步驟通過將蓋子從打開狀態(tài)移到關閉狀態(tài)，將校準元件的第一觸點耦合到參考電壓；當將校準元件的第一觸點耦合到參考電壓而將校準元件的第二觸點耦合到地時，確定跨校準元件的校準電阻；和當蓋子處于關閉狀態(tài)時根據(jù)校準電阻校準來自所述電阻式階梯交換網(wǎng)的信號。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當沒有按下與鍵盤相關的任何按鈕時，所述校準元件具有對應于所述電阻式階梯交換矩陣的輸入阻抗的電阻。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述校準元件包括電阻器。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述便攜式電子裝置是移動電話。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，將鍵盤設在蓋子的外部，從而當蓋子處于關閉狀態(tài)時，鍵盤是暴露的。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括通過將蓋子從關閉狀態(tài)移到打開狀態(tài)來將校準元件的第一觸點與參考電壓去耦合的步驟。
7.一種校準耦合到具有外殼的便攜式電子裝置中的鍵盤的電阻式階梯交換矩陣的方法，其中所述電子裝置的外殼帶有定位在打開或關閉狀態(tài)的蓋子，其特征在于，所述方法包括下列步驟通過將蓋子從打開狀態(tài)移到關閉狀態(tài)，將校準元件的第一觸點耦合到地；當校準元件的第一觸點耦合到地而校準元件的第二觸點耦合到參考電壓時，確定跨校準元件的校準電阻；和當蓋子處于關閉狀態(tài)，根據(jù)校準電阻校準來自電阻式階梯交換網(wǎng)的信號。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，當沒有按下與鍵盤相關的按鈕時，所述校準元件具有對應于電阻式階梯交換矩陣的輸入阻抗的電阻。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，校準元件包括電阻器。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述便攜式電子裝置是移動電話。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，將所述鍵盤設在蓋子的外部，從而當蓋子處于關閉狀態(tài)時，所述鍵盤是暴露的。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包括通過將蓋子從關閉狀態(tài)移到打開狀態(tài)，將校準元件的第一觸點與地去耦合的步驟。
13.一種校準耦合到具有外殼的便攜式電子裝置中的鍵盤的電阻式階梯交換矩陣的方法，其中所述電子裝置的外殼帶有定位在打開或關閉狀態(tài)的蓋子，其特征在于，所述方法包括下列步驟通過將蓋子從打開狀態(tài)移到關閉狀態(tài)，將校準元件的第一觸點耦合到參考電壓而將校準元件的第二觸點耦合到地；當將校準元件的第一觸點耦合到參考電壓而將基準元件的第二觸點耦合到地時，確定跨校準元件的校準電阻；和當蓋子處于關閉狀態(tài)時，根據(jù)校準電阻校準來自電阻式階梯交換網(wǎng)的信號。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，當不按下與鍵盤相關的任何按鈕時，所述校準元件具有對應于電阻式階梯交換矩陣的輸入阻抗的電阻。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述校準元件包括電阻器。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述便攜式電子裝置是移動電話。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，將鍵盤設在蓋子的外部，從而當蓋子處于關閉狀態(tài)時鍵盤是暴露的。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，還包括通過將蓋子從關閉狀態(tài)移到打開狀態(tài)時，將校準元件的第一觸點與參考電壓去耦合和將校準元件的第二觸點與地去耦合的步驟。
19.一種用于校準耦合到具有外殼的便攜式電子裝置中的鍵盤的電阻式階梯交換矩陣的裝置，其中所述電子裝置的外殼帶有定位在打開或關閉狀態(tài)的蓋子，其特征在于，所述裝置包括校準元件，當蓋子處于關閉狀態(tài)時，具有耦合到參考電壓的第一觸點和耦合到地的第二觸點，其中當蓋子處于打開的狀態(tài)時，第一觸點與參考電壓分開而第二觸點與地分開；微處理器，當蓋子處于關閉狀態(tài)時確定跨校準元件的校準電阻和當蓋子處于關閉狀態(tài)時，根據(jù)校準電阻校準來自電阻階梯交換網(wǎng)的信號。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，當沒有按下與鍵盤相關任何按鈕時，校準元件具有對應于電阻式階梯交換矩陣的輸入阻抗的電阻。
21.如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，所述校準元件包括電阻器。
22.如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，便攜式電子裝置是移動電話。
23.如權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，將鍵盤設在蓋子的外部，從而當蓋子處于關閉狀態(tài)時，鍵盤是暴露的。
24.如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，通過將蓋子從關閉狀態(tài)移到打開狀態(tài)，所述校準元件的第一觸點可與參考電壓去耦合，而校準元件的第二觸點可與地去耦合。
全文摘要
一種校準耦合到在具有外殼的便攜式電子裝置中的鍵盤的電阻式階梯交換矩陣(110)的方法和裝置,其中所述外殼具有位于打開和關閉狀態(tài)的蓋子(120)。通過將蓋子(12)從打開狀態(tài)移到關閉狀態(tài),將校準元件(115)的第一觸點(140)耦合到參考電壓VREF和校準元件的第二觸點(142)耦合到地。當校準元件的第一觸點(140)耦合到參考電壓和校準元件的第二觸點(142)耦合到地時,確定跨校準元件(115)的校準電阻。當沒有按下與鍵盤相關的任何按鈕時,校準電阻與電阻式階梯交換矩陣(110)的輸入阻抗相對應。當蓋子處于關閉狀態(tài)時,根據(jù)校準電阻,校準來自電阻式階梯交換網(wǎng)(11)的信號。
文檔編號G06F3/02GK1342344SQ99815346
公開日2002年3月27日 申請日期1999年11月12日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月13日
發(fā)明者D·D·克萊克斯頓 申請人:高通股份有限公司