CN204270058U - 一种按键驱动模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电子设备人机交互技术领域，尤其是一种按键驱动模块。电源模块、逻辑处理模块、隔离模块、通道管理模块、CAN模块、电源接口、按键接口、I/O接口、CAN接口组成；本实用新型的按键驱动模块，只需要2根信号线连接至核心控制板即可，不仅节省了核心控制板的端口资源，而且核心控制板也不需要占用CPU资源进行按键去抖等处理，另外本实用新型可自由配置通道的触发电平，并实现24路I/O通道扩展，经CAN总线发布，降低车辆电器系统布置难度，并节约开支。
Description
技术领域
本发明涉及电子设备人机交互技术领域，尤其是一种显示终端用按键驱动模块。
背景技术
目前，车载显示终端作为人-机交互的设备在工程车辆中得到了广泛应用，其显示界面友好、显示信息丰富、柔性好、便于升级换代。显示终端的人机交互方式有两种，一种是采用按键，一种是采用触摸屏。由于工程车辆的作业环境较为恶劣，若采用触摸屏的控制方式，容易造成显示屏幕污浊，若采用不恰当介质擦拭，很容易造成屏幕的磨损和老化；而且对于很多功能来说是频繁使用的，其操作流程是事先定义好的，往往采用按键控制方式较为快捷。因此，基于按键式的显示终端占据了车载显示终端的多数。显示终端按键一般采用核心控制板的微处理器数字量端口直接采集的方式进行按键扩展，比较浪费微处理端口。同时，在微处理器中还要进行按键去抖、按键状态判断等算法的处理。
另外，由于工程车辆的信息化水平、智能化水平日益提高，需要采集和控制的信号数量激增。如通过操纵面板、操纵手柄等进行灯光、报警、差速等控制，每个控制信号都需要一根导线连接至车辆的中心控制单元，需要浪费中心控制单元很多端口资源，另外如果中心控制单元距离操纵面板等较远的话，不仅造成材料的浪费，不利于系统的总体布置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种显示终端用按键驱动模块，解决按键信号的采集、去抖，与核心控制板的连通，同时实现端口扩展，解决操纵面板、操纵手柄信号等的数字量信号采集问题。
为了解决上述技术问题，本发明由电源模块、逻辑处理模块、隔离模块、通道管理模块、CAN模块、电源接口、按键接口、I/O接口、CAN接口组成；
所述电源模块将蓄电池电压+24V转换为+5V，为其他模块供电；
所述逻辑处理模块实现按键信号的去抖、状态判断、开关量状态信号判断等逻辑处理，并将逻辑处理结果放入CAN发送缓冲区，进行发送；
所述隔离模块实现按键信号、外部数字量I/O信号的隔离，避免外部干扰信号导致系统故障；
所述通道管理模块用于数字量I/O信号有效电平信号的选择；
所述CAN模块用于CAN总线信号的接收和发送；
所述电源接口用于电源输入；
所述按键接口用于按键信号连接；
所述I/O接口用于数字量信号连接；
所述CAN接口用于CAN总线连接；
所述电源模块分别与电源接口、逻辑处理模块、隔离模块、通道管理模块、CAN模块相连，所述按键接口与隔离模块相连，所述I/O接口与通道管理模块相连，所述CAN接口与CAN模块相连，所述通道管理模块与隔离模块相连，所述隔离模块与逻辑处理模块相连，逻辑处理模块与CAN模块相连。
本发明具有以下技术效果：
1：解决按键信号的采集、去抖，与核心控制板的连通。
显示终端一般由显示屏、主板、核心控制板组成，按键信号线束连接主板，在主板上将按键信号经光耦隔离后送入核心控制板。从主板到核心控制板占用了大量通道资源。若采用本发明的按键驱动模块，只需要2根信号线连接至核心控制板即可，不仅节省了核心控制板的端口资源，而且核心控制板也不需要占用CPU资源进行按键去抖等处理。
2：端口扩展，实现操纵面板、操纵手柄信号等的数字量信号采集。
工程车辆的操纵面板、操纵手柄等信号较多，要占用中心控制单元的大量I/O端口，解决通道的扩展以及数字量的电平配置是要解决的技术问题。本发明的按键驱动模块，可自由配置通道的触发电平，并实现24路I/O通道扩展，经CAN总线发布。
附图说明
图1为按键驱动模块原理框图；
图2为逻辑处理模块原理框图；
图3为隔离模块原理框图；
图4为通道选择模块原理框图。
具体实施方式
本发明所列举的实施例，只是用于帮助理解本发明，不应理解为对本发明保护范围的限定，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明思想的前提下，还可以对本发明进行改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求保护的范围内。
如图1所示，本发明由电源模块100、逻辑处理模块110、隔离模块120、通道管理模块130、CAN模块140、电源接口200、按键接口201、I/O接口202、CAN接口203组成；
所述电源模块100将蓄电池电压+24V转换为+5V，为其他模块供电，选用广东致远公司的DCDC电源模块ZY_IFS-2W；
所述逻辑处理模块110实现按键信号的去抖、状态判断、开关量状态信号判断等逻辑处理，并将逻辑处理结果放入CAN发送缓冲区，进行发送；
所述隔离模块120实现按键信号、外部数字量I/O信号的隔离，避免外部干扰信号导致系统故障；选用广东致远公司的CTM1050CAN隔离模块。
所述通道管理模块130用于数字量I/O信号有效电平信号的选择；
所述CAN模块140用于CAN总线信号的接收和发送；
所述电源接口200用于电源输入；
所述按键接口201用于按键信号连接；
所述I/O接口202用于数字量信号连接；
所述CAN接口203用于CAN总线连接；
所述电源模块100分别与电源接口200、逻辑处理模块110、隔离模块120、通道管理模块130、CAN模块140相连，所述按键接口201与隔离模块120相连，所述I/O202接口与通道管理模块130相连，所述CAN接口203与CAN140模块相连，所述通道管理模块130与隔离模块120相连，所述隔离模块120与逻辑处理模块110相连，逻辑处理模块110与CAN203接口相连。
如图2所示，所述逻辑处理模块110包括INFINEON公司的SAK-XC886CLM-8FFA微处理器、8MHz晶振、22pF电容、复位芯片CAT809L和100kohm电阻。SAK-XC886CLM-8FFA微处理器负责逻辑处理和CAN总线信息的接收与发送。8MHz晶振和22pF电容产生系统工作的频率信号。复位芯片CAT809L和100kohm电阻保证微处理器芯片SAK-XC886CLM-8FFA可靠复位。
如图3所示，所述隔离模块130选用TOSHIBA的TLP281-4光耦和470ohm电阻组成，TLP281-4光耦用于信号隔离，470ohm电阻用于限制电流。
如图4所示，所述通道管理模块130由0ohm电阻和2kohm电阻组成，0ohm电阻用于输入数字量信号的触发电平选择，2kohm电阻用于限制电流。当输入信号为高电平时，电阻R1、R4焊接，R2、R3不焊接；当输入信号为低电平时，电阻R2、R3焊接，R1、R4不焊接。
本发明的相关工作原理是：
系统上电后，按键触发信号通过201按键接口传送至隔离模块120，经信号隔离后输入逻辑处理模块110，在逻辑处理模块110中通过多次重复采样进行去抖处理，并判断按键按下、按键抬起状态，将按键状态预先定义的编码放入SAK-XC886CLM-8FFA芯片的CAN发送缓冲区，由SAK-XC886CLM-8FFA芯片的CAN控制器产生发送数字信号，送入CAN模块140， CAN模块140将数字量信号转换为符合CAN总线标准的差分信号，通过CAN接口203输出。
在系统上电后的同时，数字量信号通过I/O202接口传送至通道选择模块130，经有效电平选择后融入隔离模块120，经信号隔离后输入逻辑处理模块110，在逻辑处理模块110中通过多次重复采样进行去抖处理，将I/O通道状态按预先定义的编码放入SAK-XC886-8FFA芯片的CAN发送缓冲区，由SAK-XC886-8FFA芯片的CAN控制器产生发送数字信号，送入CAN模块140， CAN模块140将数字量信号转换为符合CAN总线标准的差分信号，通过CAN接口203输出。
本发明的使用方法是：
首先根据数字量输入信号的特性，在通道管理模块130中选择相应的0ohm电阻焊接。然后将显示终端电源线连接电源接口200，将按键导线连接按键接口201，将数字量信号导线连接I/O接口202，将CAN总线连接CAN接口203。接通显示终端电源即可进行工作。
本发明具有以下优点：
1：本模块的按键的信号检测、去抖、状态判断集成解决方案提升了显示终端模块化设计水平，降低了显示终端控制板核心板的工作负荷，使得设计人员只需关注显示终端的显示驱动开发工作，既避免了精力分散；同时在不同型号显示终端开发时，无需考虑不同按键方案带来的硬件方案影响，仅仅通过总线协议的修改即可完成按键方案的配置。
2：本模块的基于CAN总线的数字量控制信号的扩展方案使得中心控制单元节省了大量的I/O端口资源。同时，当操纵面板、操纵手柄等电器设备离显示终端距离很近，而离中心控制单元很远时有的车型是发动机后置，中心控制单元布置在发动机附近，若能通过显示终端进行信号采集，再通过总线与中心控制单元进行通信，可大大降低敷设导线的数量，对车辆的总体布置带来极大的方便，又降低了电控系统的成本。
3：本模块作为CAN总线的一个节点，能够提高显示终端的测试性水平，也便于实现冗余控制。例如，当操纵面板发生故障时，可在显示终端设计一个模拟操纵面便的界面，在该界面进行操纵面板的控制指令下达即可。
Claims (1)
1.一种按键驱动模块，其特征在于，由电源模块(100)、逻辑处理模块(110)、隔离模块(120)、通道管理模块(130)、CAN模块(140)、电源接口(200)、按键接口(201)、I/O接口(202)、CAN接口(203)组成；
所述电源模块(100)将蓄电池电压+24V转换为+5V，为其他模块供电；
所述逻辑处理模块(110)实现按键信号的去抖、状态判断、开关量状态信号判断逻辑处理，并将逻辑处理结果放入CAN发送缓冲区，进行发送；
所述隔离模块(120)实现按键信号、外部数字量I/O信号的隔离，避免外部干扰信号导致系统故障；
所述通道管理模块(130)用于数字量I/O信号有效电平信号的选择；
所述CAN模块(140)用于CAN总线信号的接收和发送；
所述电源接口(200)用于电源输入；
所述按键接口(201)用于按键信号连接；
所述I/O接口(202)用于数字量信号连接；
所述CAN接口(203)用于CAN总线连接；
所述电源模块(100)分别与电源接口(200)、逻辑处理模块(110)、隔离模块(120)、通道管理模块(130)、CAN模块(140)相连，所述按键接口(201)与隔离模块(120)相连，所述I/O(202)接口与通道管理模块(130)相连，所述CAN接口(203)与CAN(140)模块相连，所述通道管理模块(130)与隔离模块(120)相连，所述隔离模块(120)与逻辑处理模块(110)相连，逻辑处理模块(110)与CAN模块(140)相连。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420597084.7U CN204270058U (zh) | 2014-10-15 | 2014-10-15 | 一种按键驱动模块 |
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| CN201420597084.7U CN204270058U (zh) | 2014-10-15 | 2014-10-15 | 一种按键驱动模块 |
Publications (1)
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| CN204270058U true CN204270058U (zh) | 2015-04-15 |
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| CN (1) | CN204270058U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115167326A (zh) * | 2022-08-25 | 2022-10-11 | 中国核动力研究设计院 | 一种用于核电厂安全级dcs的硬逻辑基础功能电路 |
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2014
- 2014-10-15 CN CN201420597084.7U patent/CN204270058U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN115167326A (zh) * | 2022-08-25 | 2022-10-11 | 中国核动力研究设计院 | 一种用于核电厂安全级dcs的硬逻辑基础功能电路 |
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