(57)【要約】      （修正有）【課題】ＣＰＵのＩ／Ｏポートを使用せず複数個のキー操作を検出することができるキー操作回路を提供する。【解決手段】キー操作回路１は、複数のキースイッチＳＷと、キースイッチＳＷの行と列に対応して配線接続された検出用バススイッチ１２と、割込端子ＩＲＱがキースイッチＳＷの行又は列に接続されるとともにデータバス１４を介して検出用バススイッチ１２に接続されたＣＰＵ１１と、ＣＰＵにアドレスバス１５を介して接続され、ＣＰＵ１１からの指令に基づいてＣＰＵ１１と検出用バススイッチ１２との間のデータバス１４を開放するセレクト信号を出力するデコーダ１３を備える。ＣＰＵ１１は、キースイッチＳＷからの割込信号が割込端子ＩＲＱに入力されると、バス開放指令をデコーダ１３に出力してデータバス１４を開放し、キースイッチＳＷの操作信号を検出して押下されたキースイッチＳＷの位置を判別する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作信号を出力する複数のキースイッチと、
各キースイッチに配線接続された検出用バススイッチと、
割込端子が前記キースイッチの行又は列に接続されるとともにデータバスを介して前記検出用バススイッチが接続される制御部と、
前記制御部にアドレスバスを介して接続され、該制御部からのバス開放指令に基づいて前記制御部と前記検出用バススイッチとの間の前記データバスを開放するためのセレクト信号を出力するデコーダとを備え、
前記制御部は、前記キースイッチから操作信号による割込信号が前記割込端子に入力されたときに、前記デコーダにバス開放指令を出力して前記検出用バスとの間の前記データバスを開放し、押下された前記キースイッチの位置を判別することを特徴とするキー操作回路。
【請求項２】
操作信号を出力する複数のキースイッチと、
各キースイッチの行と列に対応して配線接続された検出用バススイッチと、
割込端子が前記キースイッチの行又は列に接続されるとともにデータバスを介して前記検出用バススイッチが接続される制御部と、
前記制御部にアドレスバスを介して接続され、該制御部からのバス開放指令に基づいて前記制御部と前記検出用バススイッチとの間の前記データバスを開放するためのセレクト信号を出力するデコーダとを備え、
前記制御部は、前記キースイッチから操作信号による割込信号が前記割込端子に入力されたときに、前記バス開放指令を前記デコーダに出力し、前記制御部と前記検出用バスとの間の前記データバスが開放された状態で該データバスを介して前記検出用バススイッチに接続される前記キースイッチの操作信号を検出して押下されたキースイッチの位置を判別することを特徴とするキー操作回路。
【請求項３】
外部信号を複数チャンネルの端子部から取り込んで複数チャンネルのデータとして収録する携帯型データ収録装置に用いられる請求項１又は２記載のキー操作回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば熱電対からの温度信号を複数チャンネルの端子部から取り込んで多数チャンネルの温度データとして収録するために中規模のキー数（例えば２０個程度）を備えた携帯型データ収録装置に適したキー操作回路に関し、特にＣＰＵのＩ／Ｏポートを使用せず複数個のキー操作を検出できるキー操作回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
データ収録装置は、例えば熱電対や測温抵抗体等の温度計測センサからの温度信号を複数チャンネルの端子部から取り込んで多数チャンネルの温度データとして収録し、この収録した多数チャンネルの温度データを解析処理、管理するためにパソコン等の端末に送信する装置として知られている。
【０００３】
従来、この種のデータ収録装置に用いられるキー操作回路２１としては、Ｉ／Ｏポートによるスキャン方式とキーコントロール専用ＩＣによる方式とが一般的に知られている。Ｉ／Ｏポートによるスキャン方式は、ＣＰＵのＩ／Ｏポートのうちキー数に応じた数のＩ／Ｏポートを使用し、スキャン線とリターン線を用意する。例えば図３に示すように、ｎ×ｍ個のキースイッチＳＷ11〜ＳＷnmの場合には、ｎ＋ｍ本のＩ／Ｏポートを使用する。そして、ＣＰＵのｎ本の各Ｉ／Ｏポートには、スキャン線Ｓ1 〜Ｓn を介してキースイッチの列に対応して各キースイッチの一端が接続される。また、ＣＰＵのｍ本の各Ｉ／Ｏポートには、キースイッチの行に対応して各キースイッチの他端がリターン線Ｒ1 〜Ｒm を介して接続される。
【０００４】
上記構成によるスキャン方式では、ＣＰＵからスキャン線に対して順番に細かい制御をかけてスキャン信号を出力する。そして、このスキャン信号の出力に対するリターン線からのリターン信号によって押下されたキーの位置（列と行）を判別している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種のデータ収録装置に汎用性を持たせるべく、筐体の小型・軽量化を図って携帯型データ収録装置を構成した場合、操作パネル面にキーの他に表示画面が配設されるため、キー数が配設スペースの関係で例えば２０個程度の中規模になる。
【０００６】
ところが、図３に示すような従来のキー操作回路２１を上述した中規模のキー数からなる携帯型データ収録装置に採用した場合、Ｉ／Ｏポートによるスキャン方式では、ポートがキー数の列と行に対応した本数、例えばキー数がｎ×ｍ個であればｎ＋ｍ本必要となり、ＣＰＵ周辺の回路構成が制約を受けるという問題がある。しかも、常にスキャンしなければならないので、ＣＰＵ動作が多忙となり、他の処理の処理時間を要し、結果的に消費電力が大きくなってしまう。また、信号線を短くするため、ＣＰＵ側に配線を設ける必要があり、部品レイアウトがＣＰＵ周辺に限定されるという問題もある。
【０００７】
これに対し、キーコントロール専用ＩＣによる方式では、キー数を多く判定できる利点はあるが、上述した携帯型データ収録装置のような中規模のキー数の場合、高価なＩＣに無駄な空き端子が生じてしまい、高性能が生かしきれず、使い勝手が良くないという問題がある。しかも、ＩＣの設置スペースを要し、部品のレイアウトが一義的となり、携帯型データ収録装置には適さない。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ＣＰＵのＩ／Ｏポートを使用せず複数個のキー操作を検出することができるキー操作回路を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、操作信号を出力する複数のキースイッチと、
各キースイッチに配線接続された検出用バススイッチと、
割込端子が前記キースイッチの行又は列に接続されるとともにデータバスを介して前記検出用バススイッチが接続される制御部と、
前記制御部にアドレスバスを介して接続され、該制御部からのバス開放指令に基づいて前記制御部と前記検出用バススイッチとの間の前記データバスを開放するためのセレクト信号を出力するデコーダとを備え、
前記制御部は、前記キースイッチから操作信号による割込信号が前記割込端子に入力されたときに、前記デコーダにバス開放指令を出力して前記検出用バスとの間の前記データバスを開放し、押下された前記キースイッチの位置を判別することを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、操作信号を出力する複数のキースイッチと、
各キースイッチの行と列に対応して配線接続された検出用バススイッチと、
割込端子が前記キースイッチの行又は列に接続されるとともにデータバスを介して前記検出用バススイッチが接続される制御部と、
前記制御部にアドレスバスを介して接続され、該制御部からのバス開放指令に基づいて前記制御部と前記検出用バススイッチとの間の前記データバスを開放するためのセレクト信号を出力するデコーダとを備え、
前記制御部は、前記キースイッチから操作信号による割込信号が前記割込端子に入力されたときに、前記バス開放指令を前記デコーダに出力し、前記制御部と前記検出用バスとの間の前記データバスが開放された状態で該データバスを介して前記検出用バススイッチに接続される前記キースイッチの操作信号を検出して押下されたキースイッチの位置を判別することを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２のキー操作回路において、
外部信号を複数チャンネルの端子部から取り込んで複数チャンネルのデータとして収録する携帯型データ収録装置に用いられることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら具体的に説明する。図１は本発明に係るキー操作回路の実施の形態を示す図、図２は図１のキー操作回路が採用される携帯型データ収録装置の外観図である。
【００１３】
本発明に係るキー操作回路１が採用される携帯型データ収録装置２は、図２に示すように、矩形状の本体３の上面部３ａに設けられる複数チャンネル（図２の例では４チャンネル）の端子部４に不図示の温度計測センサ（例えば熱電対）をコネクタ接続し、各温度計測センサからの温度信号を取り込んで多数チャンネルの温度データとして収録し、この収録した温度データを外部のパソコン等の上位の端末からなるデータ処理装置に出力するものである。そして、データ処理装置では、携帯型データ収録装置２から入力される複数チャンネルの温度データを解析処理、管理している。
【００１４】
本例の携帯型データ収録装置２は、温度計測センサとして熱電対を使用する場合、Ｋ熱電対、Ｅ熱電対、Ｊ熱電対、Ｔ熱電対のマルチ対応となっている。また、測定範囲は、例えばＫ熱電対が−２００℃〜１３７０℃、Ｅ熱電対及びＪ熱電対が−２００℃〜７００℃、Ｔ熱電対が−２００℃〜４００℃となっている。
【００１５】
なお、携帯型データ収録装置２の複数チャンネルの端子部４に入力される信号としては、熱電対からの温度信号に限らず、他の温度計測センサ（例えば測温抵抗体）や直流電圧等の信号であっても良い。
【００１６】
図２に示すように、携帯型データ収録装置２の本体３の前面パネル５には、表示器６と複数のキー７が配設されている。本例では、十分な表示領域を確保するため、前面パネル５の上半部に表示器６が配設され、前面パネル５の下半部に複数のキー７が配置されている。図２の例では、テンキーを含め、３列×６行の１８個のキー７が設けられる。この複数のキー７は、図１に示すキー操作回路１によって押下の判別がなされる。
【００１７】
図１に示すように、キー操作回路１は、キー７と同数のキースイッチＳＷ、制御部としてのＣＰＵ１１、検出用バススイッチ１２、デコーダ１３を備えて概略構成される。
【００１８】
図２の携帯型データ収録装置２の場合、キースイッチＳＷは、キー７の数が３列×６行なので、１８個で構成される。この１８個の各キースイッチＳＷは、一端が接地され、他端が検出用バススイッチ１２の入力端子（Ａ）に接続されるとともにＣＰＵ１１の割込端子ＩＲＱに接続される。これにより、何れかのキー７が押下されたときに、そのキー７に対応するキースイッチＳＷ（ＳＷ11〜ＳＷ36の何れか）からＣＰＵ１１の割込端子ＩＲＱに割込信号が入力される。
【００１９】
検出用バススイッチ１２は、キースイッチＳＷの列に対応した第一バススイッチ１２Ａと、キースイッチＳＷの行に対応した第二バススイッチ１２Ｂを備えている。
【００２０】
第一バススイッチ１２Ａは、出力端子（Ｙ）がデータバス１４を介してＣＰＵ１１のデータ端子（Ｄ）に接続され、入力端子（Ａ）が各々プルアップ抵抗及びダイオードを介してキースイッチＳＷの各列に配線接続される。同様に、第二バススイッチ１２Ｂは、出力端子（Ｙ）がデータバス１４を介してＣＰＵ１１のデータ端子（Ｄ）に接続され、入力端子（Ａ）が各々プルアップ抵抗及びダイオードを介してキースイッチＳＷの各行に配線接続される。
【００２１】
デコーダ１３は、入力端子がアドレスバス１５を介してＣＰＵ１１のアドレス端子（Ａ）に接続され、出力端子が第１バススイッチ１２Ａ及び第２バススイッチ１２Ｂのセレクト端子（Ｇ）に接続される。デコーダ１３は、何れかのキー７が押下されて対応するキースイッチＳＷからＣＰＵ１１に割込信号が入力されたときに、ＣＰＵ１１からのバス開放指令（割込指令）により第１バススイッチ１２Ａ及び第２バススイッチ１２ＢとＣＰＵ１１との間のデータバス１４を開放するためのセレクト信号を第１バススイッチ１２Ａ及び第２バススイッチ１２Ｂに出力している。
【００２２】
ＣＰＵ１１の割込端子ＩＲＱには、キースイッチＳＷからの操作信号による割込信号が入力される。ＣＰＵ１１のデータバス１４には、第１バススイッチ１２Ａ及び第２バススイッチ１２Ｂが接続される。また、ＣＰＵ１１のアドレスバス１５には、デコーダ１３が接続される。このＣＰＵ１１では、以下に説明する動作を実行して押下されたキー７の位置を判別している。
【００２３】
すなわち、何れかのキー７が押されると、そのキー７に対応するキースイッチＳＷからＣＰＵ１１のＩＲＱに割込信号が入力される。ＣＰＵ１１は、ＩＲＱに割込信号が入力されると、キー７の操作による割込と判断し、第１バススイッチ１２Ａ及び第２バススイッチ１２Ｂのセレクト信号を発生する。そして、第１バススイッチ１２Ａ及び第２バススイッチ１２ＢとＣＰＵ１１との間のデータバス１４を開放する旨のバス開放指令をデコーダ１３に出力する。デコーダ１３は、ＣＰＵ１１からのバス開放指令により第１バススイッチ１２Ａ及び第２バススイッチ１２Ｂにセレクト信号を出力する。第１バススイッチ１２Ａ及び第２バススイッチ１２Ｂは、デコーダ１３からセレクト信号が入力されると、ＣＰＵ１１との間のデータバス１４を開放する。その後、ＣＰＵ１１は、データバス１４を介して第１バススイッチ１２Ａ及び第２バススイッチ１２Ｂに接続される全てのキースイッチＳＷの操作信号を読み取り、この読み取った操作信号に基づいて３列×６行のキー７のどの位置のキー７が押下されたかを判断する。これにより、３列×６行に限らず、ｎ×ｍ個のキー７の押下識別が可能となる。
【００２４】
このように、本例のキー操作回路１は、第１バススイッチ１２Ａ及び第２バススイッチ１２Ｂによる２組のバススイッチＩＣを使用してＣＰＵ１１のデータバス１４のライン上にキースイッチＳＷからの操作信号を載せ、ＣＰＵ１１のＩ／Ｏポートを使用せずに割込端子ＩＲＱより起動が可能な回路構成となっている。これにより、ＣＰＵ１１の持つＩ／Ｏポートをキー操作検出以外のために有効に使用することができる。
【００２５】
そして、従来のようなキースキャンのためのポートが不要となり、システム設計に余裕ができる。また、ＣＰＵ１１は、キー７が押下されて割込信号が入力されたときのみキー操作の判別を行うので、常にキー７を見ている必要が無く、ＣＰＵにかかる負担が軽減でき、他の動作に専念することができ、消費電力を抑えることができる。さらに、従来のスキャン方式のように、キースイッチＳＷとＣＰＵ１１のＩ／Ｏポートとの間の配線を短くして部品のレイアウトがＣＰＵ１１の周辺に限定されることなく、部品のレイアウトに柔軟性を持たせることができる。しかも、従来のような比較的高価なキーコントロール専用ＩＣを用いることなく、比較的安価なバススイッチＩＣを用いたので、キーコントロール専用ＩＣを用いた構成と比較して、コストの低減を図ることができる。
【００２６】
ところで、上記実施の形態では、配線数を減らすため、キースイッチＳＷの列とＣＰＵ１１のＩＲＱとの間を配線接続しているが、キースイッチＳＷの行とＣＰＵ１１のＩＲＱとの間を配線接続しても同様に動作させることができる。
【００２７】
また、キー７の数が３行×６列の場合を例にとって説明したが、使用する検出用バススイッチ１２とＣＰＵ１１及び周辺機器のビット数によって最大キー数が決まる。本例では、図２（ａ）に示すように、キー７の数が１８個なので、第１バススイッチ１２Ａ及び第２バススイッチＢのビット数が８ビットのものを使用している。この場合、キー７の数が最大６４個まで対応することができる。
【００２８】
なお、キー７の数が１６個以下の構成では、上記８ビットの検出用バススイッチ１２Ａ，１２Ｂを１つのバススイッチで対応することが可能となる。具体的には、図１において、第一バススイッチ１２ＡからキースイッチＳＷの列に接続される配線と、ＣＰＵ１１との間のデータバス１４の配線を省き、第一バススイッチ１２Ａと第二バススイッチ１２Ｂを一つのバススイッチ１２で構成する。そして、この一つのバススイッチによりキースイッチの押下判定を行う方法としては、複数のキースイッチ、例えばキー数が４×４＝１６個の場合、８ビットのバススイッチ（列４＋行４＝８ビット）により検出する方法がある。また、別の方法としては、キースイッチの列の検出を割込みと兼用させ、行のみバススイッチに乗せて検出する方法がある。これにより、構成部品が減り、さらにコストを低減することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、検出用バススイッチを使用して制御部のデータバスのライン上にキースイッチからのキー操作信号を載せ、制御部のＩ／Ｏポートを使用せずに割込端子（ＩＲＱ）より起動が可能な回路構成となっているので、制御部の持つＩ／Ｏポートをキー操作検出以外のために有効に使用することができる。
【００３０】
また、従来のようなキースキャンのためのポートが不要なので、システム設計に余裕ができる。しかも、制御部は、キースイッチから割込信号が入力されたときのみキー操作の判別を行うので、常にキーを見ている必要が無く、制御部にかかる負担が軽減でき、消費電力を抑え他の動作に専念することができる。
【００３１】
さらに、従来のスキャン方式のように、キースイッチと制御部のＩ／Ｏポートとの間の配線を短くするといったように部品のレイアウトが制御部の周辺に限定されることなく、部品のレイアウトに柔軟性を持たせることができる。しかも、従来のような比較的高価なキーコントロール専用ＩＣを用いることなく、比較的安価なバススイッチを用いたので、キーコントロール専用ＩＣを用いた構成と比較して、コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るキー操作回路の実施の形態を示す図である。
【図２】図１のキー操作回路が採用される携帯型データ収録装置の外観図である。
【図３】従来のキー操作回路の一例を示す図である。
【符号の説明】
１…キー操作回路、２…携帯型データ収録装置、１１…ＣＰＵ（制御部）、１２…検出用バススイッチ、１３…デコーダ、１４…データバス、１５…アドレスバス、ＳＷ（ＳＷ11〜ＳＷ36）…キースイッチ、ＩＲＱ…割込端子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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