电脑学习机键盘扫描电路及其键位定义方法 本发明涉及一种家用电脑学习机，具体来说是属于一种结合学习与游戏一体的中英文电脑学习机。
目前已有一些厂家开发了中英文电脑学习机，这种机是在现有的游戏机的基础上开发一个键盘装置，通过在键盘内设置一个键盘扫描电路和设定数据库对键位进行定义，就可提供中英文电脑学习功能。一般键盘内的扫描电路和对的键位定义从硬件上决定了键盘的工作方式，同时需软件配合。键盘的工作方式一般可分为两类，一类是101个键五作方式；另一类是非101键工作方式。101键键盘工作方式类似于普通计算机键盘工作方式，也就是键盘上最右部的数字键区应有功能键功能和数字键功能，并且是通过一个键来选择二者之一的功能。而非101键键盘的工作方式是在键盘上无数字键区，或即使有数字键区也不可能提供两种功能，只是提供一种或是数字键功能或是功能键的功能。一般非101键键盘扫描电路由9根行线，8根列线组成，即有72个键位；而101键键盘的则至少由12根行扫描线，8根列线组成，即有96个键位。目前市场上各种学习机键盘的扫描电路设计和对键位定义不同，由于键盘工作需软硬件配合，所以不利于软件编程，因此应用软件的通用性很差，对101键键盘编制的学习软件只能用于96键位的硬件电路，而不能在其它非101键键盘上运行。使得一些电脑学习机软件不能在同时在上述两种键盘上运行，因通用性差，限制了它们的使用范围。
本发明的目的是设计一种101键的中英文学习机键盘，并对其扫描电路中的96个键位进行定义，使该键盘便于编制软件，并且使对该101键键盘编制的中英文学习软件和一些对其它非101键键盘编制的中英文学习软件都能够在上述两种键盘上运行，以增加它们地通用性，即使它们相互兼容。
本发明可采用以下技术方案实现：中英文电脑学习机键盘扫描电路包括键位矩阵形开关网络[1]、十六进制计数译码器[2]及多路转换器[3]，键位矩阵形开关网络由12条行线和8条列线排列起来，组成96个键位的扫描电路，在行线和列线的交叉处接上一个开关(按键)，键位矩阵形开关网络的行线连接十六进制计数译码器的输出端，键位矩阵形开关网络的列线连接多路转换器的输入端，由多路转换器把键盘数据输出到电脑的数据总线上，其特征在于：所述的十六进制计数译码器[2]其输出线第0～8条和第10～12条，作为键位矩阵形开关网络[1]行扫描信号线，其输出线第9条作为该96键位扫描电路和其它72键位扫描电路的鉴别信号线，该线通过一个二极管D接到键位矩阵形开关网络列线上。
本发明在上述的技术方案中，多路转换器[3]可采用八与四多路转换器[3]。
本发明在上述的技术方案中，鉴别信号线可连接到任意一条列线上。
本发明在上述的技术方案中，扫描电路的键位排列定义的方法是：键位矩阵形开关网络[1]中，部分键位排列定义与其它需要兼容的72键位的定义相同，即键位矩阵形开关网络中0～8行内的键位定义与其它需要兼容的72键位定义一样，而其余部分键位可根据需要定义。
本发明在上述技术方案中，还设计一个相应的程序来扫描键盘读取数据并判断扫描电路是96键位还是72键位。该程序开始先由十六进制计数译码器[1]输出行扫描信号，扫描键盘，读取列线的数据储存，当程序完成键位矩阵形开关网络的0～8行扫描后，再由上述计数译码器的鉴别信号输出线发出鉴别信号，然后读出列线上的数据，判断连接鉴别信号线那条列线的数据状态，从而判断该扫描电路是96键位还是72位键，如果是96键位就继续扫描键位矩阵形开关网络的10～12行，读取列线的数据储存；如果是72键位则完成键位矩阵形开关网络的扫描。
下面结合附图，对本发明作进一步说明。
图1是96键位扫描电路方框图；
图2是十六进制计数译码器[2]输出低电平有效扫描电路图；
图3是十六进制计数译码器[2]输出高电平有效扫描电路图；
图4是键位矩阵形开关网络[1]的放大电路图
图5是图3所示电路图中十六进制计数译码器[2]部分放大图；
图6是图3所示电路图中八与四多路转换器[3]部分放大图；
键盘扫描电路的结构方框图如图1所示，由键位矩阵形开关网络[1]、十六进制的计数译码器[2]、多路转换器[3]组成。十六进制计数译码器[2]是，其输出输出行扫描信号和鉴别信号到键位矩阵形开关网络[1]，键位矩阵形开关网络[1]的列线数据通过多路转换器输出到数据总线。
键盘扫描电路的结构如图2所示。图2为十六进制计数译码器[2]输出低电平有效电路图。十六进制计数译码器[2]是结合计数和译码功能一体的器件，它有13个输出端(Q0～Q12)和5个输入端(A、B、Y、CP、R)，其输入受电脑CPU的控制，计数时Q0～Q12顺序输出低电平，如图5所示。键位矩阵形开关网络[1]由12条行线，8条列线组合起来，组成了96键位扫描电路，行线KQ0～KQ8和KQ10～KQ12分别接到十六进制计数译码器[2]的Q0～Q8及Q10～Q12的12个输出端，作为行扫描信号线；列线KD0～KD7分别接到八与四多路转换器[3]的1A～4A和1B～4B共8个输入端，作为键盘数据输出线。多路转换器采用普通的74LS158，如图6所示。十六进制计数译码器[2]的Q9输出端通过一个二极管D接到列线KD4上，作为96键位与72键位扫描电路的鉴别信号线(如果是72键位的扫描电路该Q9输出端与列线不连接)，二极管D反向连接的作用是保证当鉴别线的信号为高电平时，该信号对键盘正常扫描数据不产生影响，即对列线KD4的数据没有影响。在行和列的交叉处接上一个开关，定义每一交叉点上开关的功能与普通键盘的功能相同，其定义方法如图4所示，其中KQ0～KQ8行线内每一交叉点定义的功能与所需兼容的72键位扫描电路相应点定义的功能相同。根据这种电路组成方式，再设计相应的程序运行，则可达到本发明的目的。
图2所示的键盘扫描电路工作原理是这样的，通过运行设定的程序，十六进制计数译码器[2]的“复位”和“计数”是受电脑学习机的CPU控制，即八与四多路转换器[3]的A/B“选择”端也是由CPU控制，可通过“选择”端A/B，将8位数据分两次输出到数据总线上，十六进制计数译码器[2]在“计数”状态下逐个输出行扫描信号Q0～Q8，由KQ0行线开始，每一行顺序扫描，每扫描一行就读一次列线数据储存，当程序完成键位矩阵形开关网络[1]的0～8行的扫描后，上述十六进制计数译码器[2]的Q9端继续输出鉴别信号，这时线鉴别信号KQ9是低电平，CPU继续读出列线上的数据作为分析的数据用，分析该数据中连接鉴别信号线的那条列线上数据的状态，如果这位数据与输入的鉴别信号KQ9一致，则说明该键盘是96键位扫描电路；否则说明鉴别信号线没有连接到键位矩阵形开关网络[1]的列线上，该扫描电路是72键位的。如果是96键位，就继续扫描键位矩阵形开关网络[1]的10～12行，读取列线数据储存；如果是72键位的，则完成键位矩阵形开关网络的扫描。读取完数据后，再根据键位定义，对这些数据进行分析，就可知道是哪一个键被按下。
与本扫描电路相配合的软件工作流程为图7
图3是十六进制计数译码器[2]输出高电平有效的键盘扫描电路图，其工作原理与图2所示的扫描电路工作原理基本一样。因为该十六进制计数译码器[2]输出高电平时为扫描信号，为了防止十六进制计数译码器[2]有效输出端发出高电平信号时，十六进制计数译码器[2]的其他低电平输出端对列线数据有影响，因此在十六进制计数译码器[2]与矩阵形开关网络[1]之间每条行线正向串联有一个二极管，即D0～D12。在图3还有一个与非门U，即74LS00，该与非门的输出通过电阻R0～R7分别连接到列线KD0～KD7，它的输入由CPU控制，当读键盘数据时，它输出高电平；当不读键盘数据时U输出低电平，此时可使用游戏棒玩游戏。
本实用新型可与其他所需兼容的72键位的非101键键盘中英文学习机兼容，具有电路简单，通用性好的优点。