CN204595522U - 控制设备的薄膜键盘系统 - Google Patents
控制设备的薄膜键盘系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204595522U CN204595522U CN201520250863.4U CN201520250863U CN204595522U CN 204595522 U CN204595522 U CN 204595522U CN 201520250863 U CN201520250863 U CN 201520250863U CN 204595522 U CN204595522 U CN 204595522U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- keyboard
- microprocessor
- opertaing device
- membrane keyboard
- host computer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Abstract
本实用新型提供了一种控制设备的薄膜键盘系统，包括薄膜键盘与控制板，所述薄膜键盘包括了键盘电路，所述键盘电路包括若干矩阵键盘开关，所述控制板包括了至少用以依据所述矩阵键盘开关的开关情况获得按键值的微处理器和上位机通信模块，所述微处理器通过所述上位机通信模块与上位机通信。本实用新型引入了控制板，在控制板中配置了微处理器，而非将键盘直接连接到上位机，故而，从硬件上节约了IO口，从使用上简化了开发者的设计工作量。整个模块包含控制板和薄膜键盘，同时根据不同需求，只需更换薄膜键盘和修改软件即可支持不同数量、不同功能的键盘。
Description
技术领域
本实用新型涉及控制设备的输入模块，尤其涉及一种控制设备的薄膜键盘系统。
背景技术
按键是所以控制设备最基本的输入模块，请参考图1，传统的情况下，与上位机(微处理器、PC等)连接时每个按键需要一个IO口，当按键数量增加，IO的消耗也随之增加。
请参考图2，现有的类似产品基本都是基于IO口的矩阵键盘，采用矩阵也要使用多个IO口。其都是直接通过上位机(微处理器、PC等)的IO口直接或者矩阵形式连接后进行按键的扫描并得到相应按键值，比较浪费IO口。这种形式的键盘是无源的，工作时还占用CPU的资源，影响了其他程序运行的实时性。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是如何节约上位机的IO口数量。
为了解决这一技术问题，本实用新型提供了一种控制设备的薄膜键盘系统，包括薄膜键盘与控制板，所述薄膜键盘包括了键盘电路，所述键盘电路包括若干矩阵键盘开关，所述控制板包括了至少用以依据所述矩阵键盘开关的开关情况获得按键值的微处理器和上位机通信模块，所述微处理器通过所述上位机通信模块与上位机通信。
可选的，所述控制板还包括DC电源转换模块，外部电源通过所述DC电源转换模块输入所述微处理器。
可选的，所述上位机通信模块为RS232模块。
可选的，所述薄膜键盘还包括LED灯组，所述LED灯组与所述微处理器连接。
可选的，所述LED灯组包括用以矩阵键盘开关的按键情况对应的第一类LED以及用以指示上位机状态的第二类LED。
可选的，所述第一类LED与第二类LED分别连接到所述微处理器两个不同的输出端口。
可选的，所述键盘电路以及所述键盘电路与所述微处理器的连接方式被配置成使得所述微处理器能够逐行逐列扫描所述矩阵键盘开关，从而获得按键值。
可选的，所述键盘电路通过一个IO口连接所述微处理器。
可选的，所述键盘电路至少包括n个所述矩阵键盘开关和n个电阻，其中，一个所述电阻与一个所述矩阵键盘开关串联后与另一个所述矩阵键盘开关并联，从而形成第1级单元，所述第1级单元与另一个所述电阻串联后与另一个所述矩阵键盘开关并联，从而形成第2级单元，依次类推，第k级单元与一个所述电阻串联后与一个所述矩阵键盘开关并联，形成第k+1单元，第n-1级单元与一个所述电阻串联后通过一个IO口连接至所述微处理器。
可选的，第n-1级单元经A/D转换后输入IO口。
本实用新型引入了控制板，在控制板中配置了微处理器，而非将键盘直接连接到上位机，故而，从硬件上节约了IO口，从使用上简化了开发者的设计工作量。整个模块包含控制板和薄膜键盘，同时根据不同需求，只需更换薄膜键盘和修改软件即可支持不同数量、不同功能的键盘。
附图说明
图1和图2是现有技术中的按键输入方式的示意图；
图3是本实用新型一实施例中控制设备的薄膜键盘系统的示意图；
图4和图5是本实用新型两个实施例中不同键盘电路的示意图；
图6是本实用新型一实施例中软件的流程示意图。
具体实施方式
以下将结合图3至图6对本实用新型提供的控制设备的薄膜键盘系统进行详细的描述，其为本实用新型可选的实施例，可以认为，本领域技术人员在不改变本实用新型精神和内容的范围内，对其进行修改和润色。
请参考图3，本实用新型提供了一种控制设备的薄膜键盘系统，包括薄膜键盘与控制板，所述薄膜键盘包括了键盘电路，所述键盘电路包括若干矩阵键盘开关，所述控制板包括了至少用以依据所述矩阵键盘开关的开关情况获得按键值的微处理器和上位机通信模块，所述微处理器通过所述上位机通信模块与上位机通信，所述若干矩阵键盘开关直接或间接与微处理器连接，具体的连接方式下文会通过具体实施例进行列举。
本实用新型引入了控制板，在控制板中配置了微处理器，而非将键盘直接连接到上位机，故而，从硬件上节约了IO口，从使用上简化了开发者的设计工作量。整个模块包含控制板和薄膜键盘，同时根据不同需求，只需更换薄膜键盘和修改软件即可支持不同数量、不同功能的键盘。
在图3示意的实施例中，所述控制板还包括DC电源转换模块，外部电源通过所述DC电源转换模块输入所述微处理器。所述上位机通信模块为RS232模块。
在图3示意的实施例中，所述薄膜键盘还包括LED灯组，所述LED灯组与所述微处理器连接。在其他具体实施例中，所述LED灯组可以包括用以矩阵键盘开关的按键情况对应的第一类LED以及用以指示上位机状态的第二类LED。在一可选的实施例中，所述第一类LED与第二类LED分别连接到所述微处理器两个不同的输出端口。
具体举例来说，请参考图3和图6，控制板核心为ARM核的微处理器。控制板主要功能是扫描矩阵键盘并将按键值通过串口或者其他接口上传上位机；同时也可通过上位机发送相关命令去控制LED灯的状态。矩阵键盘按键扫描频率约10Hz左右，程序将按键特征值封装成自定义数据包(多字节)通过RS232端口传输给上位机(PC)；上位机(PC)也可通过RS232模块发送指令给微处理器去控制LED灯的状态。数据通信通过串口进行自定义的多字节的数据帧进行可靠传输(数据帧包括帧头，数据，校验，帧尾部组成，目的是保证数据正确性和唯一性)。控制板电源非常宽泛，4.5V～24V直流均可。整个控制板整体看来，对外除了电源以外，就只有两个通信数据线，应用到其他控制系统里， 节约了IO和CPU的资源，也简化了上层软件开发的难度。
本实施例中，数据帧格式：
| 帧起始 | 命令字 | 数据 | 校验 | 帧结束 |
| 1Byte | 1Byte | n Byte | m Byte | 1Byte |
帧起始用于标志一帧数据帧的开始,帧结束表示一帧数据的结束,命令字代表不同的命令,随后的数据字节代表命令字的相关数据,效验位用于数据的效验,保证数据帧的准确性,
键盘扫描部分主要负责监测薄膜键盘的按键情况，并且告知主机按键情况，现在使用的是主动告知形式，当有键盘按下时，会以上述格式发送数据帧给主机，需要对LED进行控制时候，也是按照上述帧格式接收并解码去控制LED灯的开与关。
请参考图6，当微处理器通电之后,首先程序先对微处理器进行初始化,初始化过程包括了对相关外设的初始化,在本方案中,主要是USART串口以及外部GPIO的配置.其他的一些初始化操作包括NVIC,RAM,FLASH,系统时钟等,当硬件初始化操作完成后,开始对操作系统进行初始化,包括了操作系统滴答时钟，系统调度器。
当系统初始化完成后,开始对主要三个应用进程,创建串口任务进程,创建命令解析进程,创建键盘扫描进程,创建LED显示进程.其中,串口任务进程主要负责串口数据内容的接收与发送,当接收到串口数据并且符合数据帧的头尾格式之后,通过消息队列的方式发送消息到任务命令解析进程,然后命令解析进程对发送来的串口消息内容进行解析,随后对解析出来后的命令分配到相关的LED命令与键盘扫描命令.
同样的,当键盘扫描任务扫描到相关按键后,发送按键值到命令解析线程,进行数据帧打包,随后发送到串口收发进程,发送相关数据帧。
本实用新型为以上的软件功能提供了硬件基础。
以下将结合图4和图5，举例两类键盘电路，及其与微处理器的连接方式。
在图4中，所述键盘电路以及所述键盘电路与所述微处理器的连接方式被配置成使得所述微处理器能够逐行逐列扫描所述矩阵键盘开关，从而获得按键值。本领域技术人员可以想见该描述示意的具体可行性方案。
图5中，所述键盘电路至少包括n个所述矩阵键盘开关和n个电阻，其中，一个所述电阻与一个所述矩阵键盘开关串联后与另一个所述矩阵键盘开关并联，从而形成第1级单元，所述第1级单元与另一个所述电阻串联后与另一个所述矩阵键盘开关并联，从而形成第2级单元，依次类推，第k级单元与一个所述电阻串联后与一个所述矩阵键盘开关并联，形成第k+1单元，第n-1级单元与一个所述电阻串联后通过一个IO口连接至所述微处理器。第n-1级单元经A/D转换后输入IO口。只要使得不同的键按下时，输出的电压不同，就可识别出所 按的键，这意味着对于电阻的阻值的选择变得非常重要，本领域技术人员可以依据需要进行具体设计选择。当然，图5示意的实施例的键盘电路本身就在一定程度上解决了节约IO口的问题，将其与本实用新型的主要构思结合，可以更进一步解决IO口的问题。
当然，本实用新型不限于以上两个实施例的键盘电路和连接方式，只要微处理器能够依据所述矩阵键盘开关的开关情况获得按键值，就是本实用新型的方案之一。
综上所述，本实用新型引入了控制板，在控制板中配置了微处理器，而非将键盘直接连接到上位机，故而，从硬件上节约了IO口，从使用上简化了开发者的设计工作量。整个模块包含控制板和薄膜键盘，同时根据不同需求，只需更换薄膜键盘和修改软件即可支持不同数量、不同功能的键盘。
Claims (10)
1.一种控制设备的薄膜键盘系统，其特征在于：包括薄膜键盘与控制板，所述薄膜键盘包括了键盘电路，所述键盘电路包括若干矩阵键盘开关，所述控制板包括了至少用以依据所述矩阵键盘开关的开关情况获得按键值的微处理器和上位机通信模块，所述微处理器通过所述上位机通信模块与上位机通信。
2.如权利要求1所述的控制设备的薄膜键盘系统，其特征在于：所述控制板还包括DC电源转换模块，外部电源通过所述DC电源转换模块输入所述微处理器。
3.如权利要求1所述的控制设备的薄膜键盘系统，其特征在于：所述上位机通信模块为RS232模块。
4.如权利要求1所述的控制设备的薄膜键盘系统，其特征在于：所述薄膜键盘还包括LED灯组，所述LED灯组与所述微处理器连接。
5.如权利要求4所述的控制设备的薄膜键盘系统，其特征在于：所述LED灯组包括用以矩阵键盘开关的按键情况对应的第一类LED以及用以指示上位机状态的第二类LED。
6.如权利要求5所述的控制设备的薄膜键盘系统，其特征在于：所述第一类LED与第二类LED分别连接到所述微处理器两个不同的输出端口。
7.如权利要求1所述的控制设备的薄膜键盘系统，其特征在于：所述键盘电路以及所述键盘电路与所述微处理器的连接方式被配置成使得所述微处理器能够逐行逐列扫描所述矩阵键盘开关，从而获得按键值。
8.如权利要求1所述的控制设备的薄膜键盘系统，其特征在于：所述键盘电路通过一个IO口连接所述微处理器。
9.如权利要求8所述的控制设备的薄膜键盘系统，其特征在于：所述键盘电路至少包括n个所述矩阵键盘开关和n个电阻，其中，一个所述电阻与一个所述矩阵键盘开关串联后与另一个所述矩阵键盘开关并联，从而形成第1级单元，所述第1级单元与另一个所述电阻串联后与另一个所述矩阵键盘开关并联，从而形成第2级单元，依次类推，第k级单元与一个所述电阻串联后与一个所述矩阵键盘开关并联，形成第k+1单元，第n-1级单元与一个所述电阻串联后通过一个IO口连接至所述微处理器。
10.如权利要求9所述的控制设备的薄膜键盘系统，其特征在于：第n-1级单元经A/D转换后输入IO口。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520250863.4U CN204595522U (zh) | 2015-04-23 | 2015-04-23 | 控制设备的薄膜键盘系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520250863.4U CN204595522U (zh) | 2015-04-23 | 2015-04-23 | 控制设备的薄膜键盘系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204595522U true CN204595522U (zh) | 2015-08-26 |
Family
ID=53931658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201520250863.4U Expired - Fee Related CN204595522U (zh) | 2015-04-23 | 2015-04-23 | 控制设备的薄膜键盘系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204595522U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106610607A (zh) * | 2015-10-23 | 2017-05-03 | 上海亿耀电子有限公司 | 一种模块化操作台 |
| CN109361400A (zh) * | 2018-12-03 | 2019-02-19 | 天津七二移动通信有限公司 | 一种智能化按键模块及其实现方法 |
-
2015
- 2015-04-23 CN CN201520250863.4U patent/CN204595522U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106610607A (zh) * | 2015-10-23 | 2017-05-03 | 上海亿耀电子有限公司 | 一种模块化操作台 |
| CN109361400A (zh) * | 2018-12-03 | 2019-02-19 | 天津七二移动通信有限公司 | 一种智能化按键模块及其实现方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101286095A (zh) | 一种智能型计算机外部设备接口切换控制器 | |
| CN103454996A (zh) | 主从机系统及其控制方法 | |
| CN204595522U (zh) | 控制设备的薄膜键盘系统 | |
| CN102385421A (zh) | 一种显示器中集成kvm的结构 | |
| CN101876825A (zh) | 小型plc的人机界面装置 | |
| CN102445981B (zh) | 数据传输系统以及数据传输方法 | |
| CN201218931Y (zh) | 一种智能型计算机外部设备接口切换控制器 | |
| CN101566831B (zh) | 基于触控操作的界面输入文字显示的方法及系统 | |
| CN203966111U (zh) | 基于uart与i2c转换实现触摸屏与系统平台通信的装置 | |
| CN201749350U (zh) | 小型plc的人机界面装置 | |
| CN104768301B (zh) | 一种基于dali系统的主控轻触控制面板 | |
| CN202711232U (zh) | 一种基于触控操作的人机交互系统 | |
| CN106597929A (zh) | 一种模块化示教器 | |
| CN207688910U (zh) | 一种编码器测试系统 | |
| CN205827188U (zh) | 基于瑞萨mcu的交互通信系统 | |
| CN207337192U (zh) | 按摩椅总线控制系统 | |
| CN202373072U (zh) | 加气机电控系统 | |
| CN202003178U (zh) | 控制器及其可扩展输入输出接口的联动板 | |
| CN204948047U (zh) | 一种按键故障应急处理装置 | |
| CN204697178U (zh) | 一种带有kvm的高清画面分割器 | |
| CN105204792A (zh) | 打印机控制面板信息提取与解析装置及方法、打印机系统 | |
| CN202404580U (zh) | 一种gpio控制系统 | |
| CN201765471U (zh) | 一种多接口的终端控制装置 | |
| CN201532752U (zh) | 基于以太网的数码管显示装置 | |
| CN105144038B (zh) | 一种键盘按键编码同时上传的方法和装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150826 Termination date: 20180423 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |