用於火災報警控制器的分時復用鍵盤顯示掃描電路的製作方法
2023-07-19 02:30:46 1
專利名稱：用於火災報警控制器的分時復用鍵盤顯示掃描電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於火災報警控制器的分時復用鍵盤顯示掃描電路。
背景技術：
隨著國家經濟的高速發展，建築物的規模日趨龐大，火災自動報警系統漸趨複雜，系統中需要控制的聯動設備也越來越多。為了確保設備可靠運行，一般都要在火災自動報警控制器中對每一個聯動設分別設置一個按鍵和兩個狀態指示燈，按鍵用於控制其啟動和停止，指示燈用於指示設備狀態。大型火災自動報警系統中，此類按鍵都能達到上千個，指示燈更高達兩三千隻。現在火災自動報警控制器採用的鍵盤顯示電路主要有兩種並口型專用晶片和串 口型專用晶片。並口型專用晶片如=INTEL 8279電路，此電路用法簡單，但電路自身體積大，佔用CPU硬體資源較多，且外圍還需要有解碼器、驅動器等相關電路配合工作，整個電路實現起來比較龐雜，佔用空間大，成本高。串口型專用晶片如BC7291、ZLG7290等電路，電路用法複雜，軟體代碼量大，佔用CPU資源較多，且外圍還需要有移位寄存器、驅動器等電路配合工作，整個電路實現起來比較龐雜，佔用空間大，成本高。
實用新型內容本實用新型是為避免上述已有技術中存在的不足之處，提供一種用於火災報警控制器的分時復用鍵盤顯示掃描電路，以解決現有鍵盤顯示電路佔用CPU資源多、體積大且成本高等問題。本實用新型為解決技術問題採用以下技術方案。用於火災報警控制器的分時復用鍵盤顯示掃描電路，其結構特點是，包括主控電路、鍵盤掃描電路、顯不掃描電路和通"[目電路；所述鍵盤掃描電路、顯不掃描電路和通"[目電路均與所述主控電路相連接；鍵盤掃描電路，用於獲取鍵盤按下和彈起信號，並將獲得的信號傳送給主控電路；顯示掃描電路，用於獲取主控電路的控制信號，並根據該控制信號控制LED指示燈的開關；通信電路，用於主控電路與上位機之間的通信，接收上位機發送的外部顯示信息，將檢測到的按鍵鍵值發送給上位機；主控電路，用於接收鍵盤掃描電路、顯示掃描電路和通信電路發送的信號，並將產生的控制信號發送給鍵盤掃描電路、顯示掃描電路和通信電路。本實用新型的用於火災報警控制器的分時復用鍵盤顯示掃描電路的結構特點也在於所述主控電路包括單片機D1、電阻R5 R12、電阻R18、電容C7、電容C8、電容C10、晶體Gl和地址跳線X3 ;所述電容C7、電容C8和晶體Gl組成一個時鐘振蕩電路，為單片機Dl提供時鐘信號；電阻R18和電容ClO組成一個上電復位電路，為單片機提供復位信號；地址跳線X3用於配置主控電路的通信地址；電阻R5 R12構成一個上拉電路，用於增強單片機Dl的PO 口驅動能力；單片機Dl通過PO 口、Pl 口、P2 口控制鍵盤掃描電路和顯示掃描電路，實現管理鍵盤矩陣和LED矩陣的功能。所述鍵盤掃描電路包括電阻R16 R23、電阻R43 R50、二極體V128 V135、總線驅動器D3、總線驅動器D4和鍵盤矩陣SO S63 ;總線驅動器D3、D4與顯示掃描電路共用。電阻R16 R23是下拉電阻，用於確定在沒有按被按下時，單片機Dl通過PO 口讀取的都是低電平；電阻R16 R23還與電阻R43 R50組成一個分壓電路，其分壓比確保在有鍵被按下時，單片機Dl讀取的是高電平；二極體V128 V135組成一個防按鍵短路電路，當同一列的兩個鍵同時按下時，防止其對應的行掃描線短路；總線驅動器D3分時工作在兩種狀態下輸入和輸出，其工作方式的切換由單片機Dl控制；在鍵盤掃描時段，總線驅動器D3工作於輸入狀態，單片機Dl通過總線驅動器D4輸出按鍵的行掃描信號，通過總線驅動器D3讀取按鍵狀態；64個按鍵SO S63排列成每行8個按鍵，一共有8行，構成一個8X8的鍵盤矩陣。所述顯示掃描電路包括電阻R27 R42、總線驅動器D3、總線驅動器D4、總線驅動·器D5和LED矩陣；其中總線驅動器D3、D4與鍵盤掃描電路共用。電阻R27 R42是16隻限流電阻，用於限制LED點亮時的電流，防止總線驅動器因電流過大損壞；總線驅動器D3在顯示掃描時段工作於輸出狀態，總線驅動器D3的BO B7腳依次輸出高電平，循環2遍；總線驅動器D4和總線驅動器D5依次輸出信息碼，總線驅動器D4輸出信息碼時，總線驅動器D5輸出全為高電平，總線驅動器D5依次輸出信息碼，總線驅動器D4輸出全為高電平；128隻LED指示燈排列成每行8個LED指示燈，一共有16行，構成一個16X8的LED矩陣。所述通信電路包括電阻Rl R4、串口收發器D2、連接器XI、跳線器X5 ;串口收發器D2用於串口數據的收發及數據電平的轉換；電阻Rl是一個上拉電阻，串口收發器D2的/RE端平時處於低電平狀態，使串口收發器D2工作在接收狀態；當需要發送數據時，串口收發器D2的/RE端要轉為高電平狀態，上拉電阻Rl可提供上拉驅動電流，加速串口收發器工作狀態的切換；電阻R2和電阻R3是兩個限流電阻，用於防止通信線短路燒壞串口收發器；電阻R4、跳線器X5是一個終端匹配電阻選擇電路，用於信號傳輸線匹配，防止信號反射。與已有技術相比，本實用新型有益效果體現在本實用新型的分時復用鍵盤顯示掃描電路，包括主控電路、鍵盤掃描電路、顯示掃描電路和通信電路。主控電路與鍵盤掃描電路相連，管理64個按鍵，實現判斷按鍵按下、彈起和按鍵去抖動功能；主控電路與顯示掃描電路相連，管理128個LED指示燈，實現開關LED指示燈功能；主控電路與通信電路相連，完成接收外部顯示信息、發送按鍵鍵值功能。本實用新型的分時復用鍵盤顯示掃描電路，具備同時管理64個按鍵和128個LED指示燈或16個8位數碼管的功能，具有用法簡單、體積小、成本低、佔用CPU資源少等特點。
圖I為本實用新型的分時復用鍵盤顯示掃描電路的原理框圖。圖2為本實用新型的分時復用鍵盤顯示掃描電路的主控電路的結構圖。圖3和圖4為本實用新型的分時復用鍵盤顯示掃描電路的鍵盤掃描電路和顯示掃描電路的結構圖。圖5為本實用新型的分時復用鍵盤顯示掃描電路的通信電路的結構圖。以下通過具體實施方式
，並結合附圖對本實用新型作進一步說明。
具體實施方式
參見圖1，用於火災報警控制器的分時復用鍵盤顯示掃描電路，包括主控電路、鍵盤掃描電路、顯不掃描電路和通"[目電路；所述鍵盤掃描電路、顯不掃描電路和通"[目電路均與所述主控電路相連接；鍵盤掃描電路，用於獲取鍵盤按下和彈起信號，並將獲得的信號傳送給主控電路；顯示掃描電路，用於獲取主控電路的控制信號，並根據該控制信號控制LED指示燈的開關；通信電路，用於主控電路與上位機之間的通信，接收上位機發送的外部顯示信息，將檢測到的按鍵鍵值發送給上位機；主控電路，用於接收鍵盤掃描電路、顯示掃描電路和通信電路發送的信號，並將產生的控制信號發送給鍵盤掃描電路、顯示掃描電路和通信電路。如圖2，所述主控電路包括單片機Dl、電阻R5 R12、電阻R18、電容C7、電容C8、電容C10、晶體Gl和地址跳線X3 ;所述電容C7、電容C8和晶體Gl組成一個時鐘振蕩電路，為單片機Dl提供時鐘信號；電阻R18和電容ClO組成一個上電復位電路，為單片機提供復位信號；地址跳線X3用於配置主控電路的通信地址；電阻R5 R12構成一個上拉電路，用於增強單片機Dl的PO 口驅動能力；單片機Dl通過PO 口、Pl 口、P2 口控制鍵盤掃描電路和顯示掃描電路，實現管理鍵盤矩陣和LED矩陣的功能。如圖3和圖4，所述鍵盤掃描電路包括電阻R16 R23、電阻R43 R50、二極體V128 V135、總線驅動器D3、總線驅動器D4和鍵盤矩陣SO S63 ;總線驅動器D3、D4與顯示掃描電路共用。電阻R16 R23是下拉電阻，用於確定在沒有按被按下時，單片機Dl通過PO 口讀取的都是低電平；電阻R16 R23還與電阻R43 R50組成一個分壓電路，其分壓比確保在有鍵被按下時，單片機Dl讀取的是高電平；二極體V128 V135組成一個防按鍵短路電路，當同一列的兩個鍵同時按下時，防止其對應的行掃描線短路；總線驅動器D3分時工作在兩種狀態下輸入和輸出，其工作方式的切換由單片機Dl控制；在鍵盤掃描時段，總線驅動器D3工作於輸入狀態，單片機Dl通過總線驅動器D4輸出按鍵的行掃描信號，通過總線驅動器D3讀取按鍵狀態；64個按鍵SO S63排列成每行8個按鍵，一共有8行，構成一個8X8的鍵盤矩陣。如圖3和圖4，所述顯示掃描電路包括電阻R27 R42、總線驅動器D3、總線驅動器D4、總線驅動器D5和LED矩陣；其中總線驅動器D3、D4與鍵盤掃描電路共用。電阻R27 R42是16隻限流電阻，用於限制LED點亮時的電流，防止總線驅動器因電流過大損壞；總線驅動器D3在顯示掃描時段工作於輸出狀態，總線驅動器D3的BO B7腳依次輸出高電平，循環2遍；總線驅動器D4和總線驅動器D5依次輸出信息碼，總線驅動器D4輸出信息碼時，總線驅動器D5輸出全為高電平，總線驅動器D5依次輸出信息碼，總線驅動器D4輸出全為高電平；128隻LED指示燈排列成每行8個LED指示燈，一共有16行，構成一個16 X 8的LED矩陣。如圖5，所述通信電路包括電阻Rl R4、串口收發器D2、連接器XI、跳線器X5 ;串口收發器D2用於串口數據的收發及數據電平的轉換；電阻Rl是一個上拉電阻，串口收發器D2的/RE端平時處於低電平狀態，使串口收發器D2工作在接收狀態；當需要發送數據時，串口收發器D2的/RE端要轉為高電平狀態，上拉電阻Rl可提供上拉驅動電流，加速串口收發器工作狀態的切換；電阻R2和電阻R3是兩個限流電阻，用於防止通信線短路燒壞串口收發器；電阻R4、跳線器X5是一個終端匹配電阻選擇電路，用於信號傳輸線匹配，防止信號反射。本實用新型的分時復用鍵盤顯示掃描電路的工作流程為主控電路通過通信電路與上位機通信，接收指示燈狀態信息、發送按鍵的鍵值。主控電路分時輪流訪問鍵盤掃描電路和顯示掃描電路，鍵盤掃描電路和顯示掃描電路中的部分電路是復用的，在訪問鍵盤掃描電路階段，其屬於鍵盤掃描電路；在訪問顯示掃描電路階段，其屬於顯示掃描電路。鍵盤矩陣掃描過程為主控電路首先控制鍵盤掃描電路工作在輸入狀態，通過顯示掃描電路輸出鍵盤矩陣8條行掃描線全為高電平，主控電路讀取鍵盤矩陣8條列掃描線，如全為低電平，表示無按鍵被按下，如有高電平，則表示有按鍵被按下。如有高電平，僅表示有按鍵被按下，具體是哪個鍵還不知道，此時需要進行下一輪掃描工作。主控電路控制鍵盤矩陣行掃描線每次只有一行輸出高電平，8條行掃描線輪流輸出，每輸出一次高電平，主控電路就讀取一次鍵盤矩陣8條列掃描線，從而判斷出被按下按鍵的位號。LED矩陣掃描過程為主控電路首先控制鍵盤掃描電路工作在輸出狀態，通過鍵盤掃描電路輸出LED矩陣的列掃描線,每次只有一列輸出高電平,主控電路通過顯不掃描電路輸出該列對應的信息碼(8位)，點亮相應的LED指示燈。8條列掃描線輪流輸出，循環2遍，從而完成對128個LED指示燈的刷新。雖然本實用新型已依據較佳實施例在上文中加以說明，但這並不表示本實用新型的範圍只局限於上述的結構，只要被本的實用新型權利要求所覆蓋的結構均在保護範圍之內。本技術領域的技術人員在閱讀上述的說明後可很容易地發展出的等效替代結構，在不脫離本實用新型之精神與範圍下所作之均等變化與修飾，皆應涵蓋於本實用新型保護範圍之內。
權利要求1.用於火災報警控制器的分時復用鍵盤顯示掃描電路，其特徵是，包括主控電路、鍵盤掃描電路、顯示掃描電路和通信電路；所述鍵盤掃描電路、顯示掃描電路和通信電路均與所述主控電路相連接； 鍵盤掃描電路，用於獲取鍵盤按下和彈起信號，並將獲得的信號傳送給主控電路； 顯示掃描電路，用於獲取主控電路的控制信號，井根據該控制信號控制LED指示燈的開關; 通信電路，用於主控電路與上位機之間的通信，接收上位機發送的外部顯示信息，將檢測到的按鍵鍵值發送給上位機； 主控電路，用於接收鍵盤掃描電路、顯示掃描電路和通信電路發送的信號，並將產生的控制信號發送給鍵盤掃描電路、顯示掃描電路和通信電路。
2.根據權利要求I所述的分時復用鍵盤顯示掃描電路，其特徵是，所述主控電路包括單片機D1、電阻R5 R12、電阻R18、電容C7、電容C8、電容CIO、晶體Gl和地址跳線X3 ;所述電容C7、電容C8和晶體Gl組成ー個時鐘振蕩電路，為單片機Dl提供時鐘信號；電阻R18和電容ClO組成ー個上電復位電路，為單片機提供復位信號；地址跳線X3用於配置主控電路的通信地址；電阻R5 R12構成ー個上拉電路，用於增強單片機Dl的PO ロ驅動能力；單片機Dl通過PO ロ、Pl ロ、P2 ロ控制鍵盤掃描電路和顯示掃描電路，實現管理鍵盤矩陣和LED矩陣的功能。
3.根據權利要求I所述的分時復用鍵盤顯示掃描電路，其特徵是，所述鍵盤掃描電路包括電阻R16 R23、電阻R43 R50、ニ極管V128 V135、總線驅動器D3、總線驅動器D4和鍵盤矩陣SO S63 ;電阻R16 R23是下拉電阻，用於確定在沒有按被按下時，單片機Dl通過PO ロ讀取的都是低電平；電阻R16 R23還與電阻R43 R50組成ー個分壓電路，其分壓比確保在有鍵被按下時，單片機Dl讀取的是高電平；ニ極管V128 V135組成ー個防按鍵短路電路，當同一列的兩個鍵同時按下時，防止其對應的行掃描線短路；總線驅動器D3分時工作在兩種狀態下輸入和輸出，其工作方式的切換由單片機Dl控制；在鍵盤掃描時段，總線驅動器D3工作於輸入狀態，單片機Dl通過總線驅動器D4輸出按鍵的行掃描信號，通過總線驅動器D3讀取按鍵狀態；64個按鍵SO S63排列成每行8個按鍵，一共有8行，構成ー個8X8的鍵盤矩陣。
4.根據權利要求I所述的分時復用鍵盤顯示掃描電路，其特徵是，所述顯示掃描電路包括電阻R27 R42、總線驅動器D3、總線驅動器D4、總線驅動器D5和LED矩陣；電阻R27 R42是16隻限流電阻，用於限制LED點亮時的電流，防止總線驅動器因電流過大損壞；總線驅動器D3在顯示掃描時段工作於輸出狀態，總線驅動器D3的BO B7腳依次輸出高電平，循環2遍；總線驅動器D4和總線驅動器D5依次輸出信息碼，總線驅動器D4輸出信息碼時，總線驅動器D5輸出全為高電平，總線驅動器D5依次輸出信息碼，總線驅動器D4輸出全為高電平；128隻LED指示燈排列成每行8個LED指示燈，一共有16行，構成ー個16 X 8的LED矩陣。
5.根據權利要求I所述的分時復用鍵盤顯示掃描電路，其特徵是，所述通信電路包括電阻Rl R4、串ロ收發器D2、連接器XI、跳線器X5 ;串ロ收發器D2用於串口數據的收發及數據電平的轉換；電阻Rl是ー個上拉電阻，串ロ收發器D2的/RE端平時處於低電平狀態，使串ロ收發器D2工作在接收狀態；當需要發送數據時，串ロ收發器D2的/RE端要轉為高電平狀態，上拉電阻Rl可提供上拉驅動電流，加速串ロ收發器工作狀態的切換；電阻R2和電 阻R3是兩個限流電阻，用於防止通信線短路燒壞串ロ收發器；電阻R4、跳線器X5是ー個終端匹配電阻選擇電路，用於信號傳輸線匹配，防止信號反射。
專利摘要本實用新型公開了一種用於火災報警控制器的分時復用鍵盤顯示掃描電路，包括主控電路、鍵盤掃描電路、顯示掃描電路和通信電路；所述鍵盤掃描電路、顯示掃描電路和通信電路均與所述主控電路相連接。本實用新型的用於火災報警控制器的分時復用鍵盤顯示掃描電路，具有用法簡單、體積小、成本低、佔用CPU資源少等特點。
文檔編號H03M11/20GK202424693SQ20112052652
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月15日 優先權日2011年12月15日
發明者單夫來, 孫峻岭, 李鵬, 翁斌, 黃嶺 申請人:蚌埠依愛消防電子有限責任公司