CN200944167Y - 键盘整合液晶显示模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型的键盘整合液晶显示模块，除包括有键盘之外，还包括连接在所述键盘上的液晶显示模块，该液晶显示模块由控制处理模块、USB接口模块和液晶汉显模块组成，所述控制处理模块和所述USB接口模块分别设置于所述的键盘中，且所述控制处理模块通过所述USB接口模块连接到电脑主机，该液晶汉显模块设置于所述的键盘上，并与所述控制处理模块连接，具有显示信息多、体积小、重量轻、功耗低、寿命长、价格低、接口控制方便等优点，可以方便一些不善于打字的初学者以及上了年纪的人，使其对打出的字符一目了然，提高了输入的速度。

Description

键盘整合液晶显示模块

技术领域

本实用新型涉及一种键盘整合液晶显示模块，是一种用于显示所输入字符的小型液晶显示器。

背景技术

计算机的发展和不断的完善，使得它在社会的各个行业和领域得到了广泛的应用。在中国，由于中文系统的出现也使得计算机在短短十几年内得到高速普及，而学会使用各种中文输入法进行中文输入是大多数中国人使用计算机的第一步。

在中文输入的汉显系统的设计在各种便携的手机、PDA(PersonalDigitals Assistant)个人数字助理、工业控制等等工业、日程生活设备上都比较普及和有着比较成熟的设计方案，而且在设计上很多都是采用嵌入式系统设计，输入法也都是写入单片机的，而且输入法的多样性也是无法和计算机操作系统中的各种中文输入法的种类相比的。目前以中文输入的汉显系统多局限在拼音、笔画、T9等输入法，例如五笔输入法应用的就比较少，而且嵌入式的方法也无法满足操作系统多变的输入法汉字显示的需要，单片机系统也不可能把所有的中文输入法都输入到芯片中去，这样的实现方案，对于电脑普通外设的键盘来说设计成本偏高。而且对于初学者来说，由于不能熟练地掌握键盘的敲击方法，不光输入字符的速度慢，还经常容易出错，再加上要抬头看着计算机显示器，因此在敲击键盘的时候，就会错误百出，使用起来很不方便，不能在打字的同时兼顾验证输入的文字是否正确。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种在原有键盘框架的基础上设计安装一个小型液晶显示(LCD)模块，使得在进行中文输入时，不仅在计算机(PC)的显示器上能够看到所输入的字符(包括英文和汉字)，而且在键盘上的LCD模块上也可以看到所输入的字符。

本实用新型采用的技术方案为：一种键盘整合液晶显示模块，除包括有键盘之外，还包括连接在所述键盘上的液晶显示模块，该液晶显示模块由控制处理模块(MCU)、USB接口模块和液晶汉显模块组成，所述控制处理模块和所述USB接口模块分别设置于所述的键盘中，且所述控制处理模块通过所述USB接口模块连接到电脑主机，该液晶汉显模块设置于所述的键盘上，并与所述控制处理模块连接。

所述液晶汉显模块包括可编程微控制器系统外围器件、显示控制芯片、行驱动器组、列驱动器组、显示缓冲区(RAM)以及液晶显示屏，所述可编程微控制器系统外围器件与所述显示控制芯片连接，该显示控制芯片在连接所述显示缓冲区(RAM)的同时，还分别通过所述的行驱动器组和所述的列驱动器组各自独立地连接到同一个所述的液晶显示屏上。

所述液晶显示模块与所述键盘可以是一体制成的，也可以以嵌合的方式镶嵌在所述的键盘之中，接口部分可以通过USB接口连接在一起。另外，所述液晶显示模块也可以通过连接线与所述的键盘连接。

对于所述的键盘整合液晶显示模块来说，当要输入字符的时候，首先在所述液晶显示模块中设置要输入字符的位置，即显示位置设置的坐标光标地址，然后进入定义光标为自动下移的进程，接着进入根据汉字宽度设置基本字符块写入计数器的进程，再依次通过写入字符代码的进程、修正光标位置的进程进入判断汉字写入是否完成的进程，当否的时候，返回到写入字符代码的进程，重新进行写入；当是的时候，结束该程序。

本实用新型的有益效果是采用了液晶显示屏(LCD)，由于其具有显示信息多、体积小、重量轻、功耗低、寿命长、价格低、接口控制方便等优点，正在测量及控制领域被广泛地推广和应用。液晶显示器按其功能可分为笔段式和点矩阵式两种。后者又可以分成字符点阵式和图形点阵式，图形点阵式液晶显示器不仅可显示数字、字符等内容，还能显示汉字和任意图形。液晶显示器件的设立可以方便一些不善于打字的初学者以及上了年纪的人，使其对打出的字符一目了然，提高了输入的速度。

附图说明

图1为本实用新型实施例的系统结构框图。

图2为本实用新型实施例的液晶汉显模块结构图。

图3为本实用新型实施例的USB设备固件程序流程图。

图4为本实用新型实施例USB应用程序流程图。

图5为本实用新型实施例LCD显示模块软件设计流程图。

符号说明

(略)

具体实施方式

本实用新型的实施例提供了一种键盘整合液晶显示模块，除包括有键盘之外，还包括连接在键盘上的液晶显示模块，该液晶显示模块由控制处理模块(MCU)、USB接口模块和液晶汉显模块组成，控制处理模块和USB接口模块分别设置于键盘中，且控制处理模块通过USB接口模块连接到电脑主机，该液晶汉显模块设置于所述的键盘上，并与所述控制处理模块连接。

本设计考虑到各方面的要求，在采用USB(Universal Serial Bus)接口键盘的设计方案的基础上整合了汉显系统的方案，该方案解决不同输入法对于键盘上汉显系统的限制，而且在使该方案在硬件成本上大大的降低。

本设计采用ATMEL公司的AT89C51作为整个系统的控制处理模块(MCU)，与计算机通信方面采用的USB接口，采用PHILIPS公司的PDIUSBD12接口芯片，而液晶显示控制芯片采用图形点阵式液晶控制芯片T693C，结构框图如图1所示。

该系统LCD(液晶显示屏)显示的内容分为上下两行。一行显示英文字符(不包括标点符号)，便于用户在输入中文或者英文时能方便知道敲击的按键组合，该显示不管是输入法是否开启都有显示，由MCU直接根据键盘扫描电路所得到的键盘信号显示用户所输入的26个字母的各种组合，通过用户键入0～9数字键与确定健等控制键实现刷新。

另一行显示中文，该功能只有在系统开启中文输入法后才启动。由PC端应用程序根据操作系统中的输入法所生成的汉字的数据转换成汉字代码，然后发送一个握手ID给PDIUSBD12，PDIUSBD12接收数据，产生中断通知MCU读取数据，AT89C51将汉字数据存放于芯片RAM中，由T693C按一定的格式显示。

本设计无需在MCU中植入复杂的汉字输入法程序，大大降低了改系统复杂程度，也使得该键盘的液晶显示系统可适合于各种输入法的需要，无需因为PC端的输入法的变化需要重新写入输入法程序，而且适合于各种的操作系统。

硬件设计

MCU控制模块

MCU控制模块采用ATMEL公司的AT89C51，这是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM-Falsh Programmable andErasable Read Only Memory)的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

AT89C51主要作用：windows系统配置、枚举USB外设时，AT89C51发送、接收相关的USB设备信息。另外windows系统配置、枚举USB外设成功后，根据接收到的ID，进行相应的操作，起控制作用。

USB接口模块

USB(Universal Serial Bus)是通用串行总线，最初USB是由Compaq、Digital、IBM、Intel、Microsoft、NEC以及Northern Telecom(北方电信公司)七家公司共同开发的一种新的总线标准。由于USB标准的实现的便捷、低成本、易扩展、高可靠性等特性，该标准已经被广泛的应用。目前普遍采用的USB1.1主要应用在中低速外部设备上，它提供的传输速度有低速1.5Mbps和全速12Mbps两种。扣除用于总线状态、控制和错误监测等的数据传输，USB的最大理论传输速率仍达1.2Mb/s或9.6Mb/s，远高于一般的串行总线接口。现有的USB外设有：数字照相机、音箱、游戏杆、调制解调器、键盘、鼠标、扫描仪、打印机、光驱、软驱等。1998年后随着微软在Windows98中内置了对USB接口的支持模块，加上USB设备的日渐增多，USB逐步走进了实用阶段、以惊人的速度发展。目前USB协议已经发展到2.0的标准，比原来的USB1.0标准理论传输速率已经有大幅提升，速率达240Mbps。

USB接口芯片采用PHILIPS公司的一种专用芯片PDIUSBD12。该芯片完全符合USB1.1规范，集成了SIE、320B的多配置FIFO存储器、收发器、电压调整器、Softconnet、Godlink、可编程时钟输出、低频晶振和终端电阻等，支持双电压工作、完全自动DMA操作、多中断模式。PDIUSBD12用作实现PC机与SPCE061A单片机进行通信的高速通用并行接口。USB协议层的相关通讯协议通过PDIUSBD12来实现，它由硬件实现不需要固件的参与。

液晶汉显模块

液晶汉显模块包括可编程微控制器系统外围器件、显示控制芯片、行驱动器组、列驱动器组、显示缓冲区(RAM)以及液晶显示屏，可编程微控制器系统外围器件与显示控制芯片连接，该显示控制芯片在连接显示缓冲区(RAM)的同时，还分别通过行驱动器组和列驱动器组各自独立地连接到同一个液晶显示屏上。

液晶显示器(LCD)由于具有显示信息多、体积小、重量轻、功耗低、寿命长、价格低、接口控制方便等优点，正在测量及控制领域被广泛地推广和应用。液晶显示器按其功能可分为笔段式和点矩阵式两种。后者又可以分成字符点阵式和图形点阵式，图形点阵式液晶显示器不仅可显示数字、字符等内容，还能显示汉字和任意图形。

T6963C是图形点阵式液晶显示控制器，能直接与8位微处理器接口，并且字符字体可由硬件或软件设置。在内置T6963C的液晶显示模块上已经实现了T6963C与行、列驱动器及显示缓冲区RAM的接口，同时也已用硬件设置了数据传输方式、显示窗口长度、宽度等。内置T6963C的单屏点阵图形液晶显示模块结构如图2所示。

另外，在此设计中，不是将CPU与液晶显示模块直接相连，而是通过PSD813F1连接的。PSD813F1是由WSI公司研制的新一代可编程微控制器系统外围器件，具备完整的在系统可编程特性。不仅功能比较强大，通过PSD还可以连接其他的器件和模块，便于在原有基础上进行功能扩展。

软件设计(在软件的编写基本上使用C语言)

USB模块设计

USB设备的软件设计主要包括两部分：

一、USB设备端的单片机软件，主要完成USB协议处理与数据交换，如图3所示。

二、PC端的程序，由USB驱动程序和用户服务程序两部分组成，用户服务程序通过USB驱动程序通信，由系统完成USB协议的处理与数据传输，如图4所示。

LCD显示模块软件设计

在显示模块的软件设计中采用模块化结构，这里主要介绍英文字符显示、汉字显示两个模块，如图5所示。

英文显示模块程序编制的任务是把想要显示的字符代码送入和行列位置对应的文本显示缓冲区中。只需定位首字符地址，设置使LCD控制器的地址指针自动增1，然后连续往LCD的数据口送入显示数据即可。

本设计采用直接在图形方式下显示汉字的方式。显示字符可以直接从T6963C自带的CGROM中选取，而要显示汉字则要建立汉字字模。其建立方法有多种，可采用从UCDOS的汉字点阵字库中提取所需要汉字的16点阵字模，进而生成汉字库以备选取汉字之用。汉字字模在此汉字库中以一定的顺序存放，每一个汉字有一个对应的顺序号，该顺序号以变量HZH表示。

也就是说，当要输入字符的时候，首先设置要输入字符的位置，即显示位置设置的坐标光标地址，然后进入定义光标为自动下移的进程，接着进入根据汉字宽度设置基本字符块写入计数器的进程，再依次通过写入字符代码的进程、修正光标位置的进程进入判断汉字写入是否完成的进程，当否的时候，返回到写入字符代码的进程，重新进行写入；当是的时候，结束该程序。

虽然以特定实施例来描述本发明，但是熟习该项技艺者将清楚地知道可在不脱离本发明的精神及范围内实施各种变化和修改。但不论其在形状或结构上作任何变化，凡是采用本技术所做出的修改，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种键盘整合液晶显示模块，包括有键盘，其特征在于，还包括连接在所述键盘上的液晶显示模块，该液晶显示模块由控制处理模块、USB接口模块和液晶汉显模块组成，所述控制处理模块和所述USB接口模块分别设置于所述的键盘中，且所述控制处理模块通过所述USB接口模块连接到电脑主机，该液晶汉显模块设置于所述的键盘上，并与所述控制处理模块连接。

2.如权利要求1所述的键盘整合液晶显示模块，其特征在于，所述液晶汉显模块包括可编程微控制器系统外围器件、显示控制芯片、行驱动器组、列驱动器组、显示缓冲区以及液晶显示屏，所述可编程微控制器系统外围器件与所述显示控制芯片连接，该显示控制芯片在连接所述显示缓冲区的同时，还分别通过所述的行驱动器组和所述的列驱动器组各自独立地连接到同一个所述的液晶显示屏上。

3.如权利要求1所述的键盘整合液晶显示模块，其特征在于，所述键盘与所述液晶显示模块一体制成。

4.如权利要求1所述的键盘整合液晶显示模块，其特征在于，所述液晶显示模块嵌入在所述键盘之中。

5.如权利要求1或3所述的键盘整合液晶显示模块，其特征在于，所述液晶显示模块通过连接线与所述键盘连接。

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