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式可分为独立式和矩阵式两种,其它工作都主要由软件完成。由于其经济实用,较多地应用于单片机系统中(本学习板也采用非编码键盘)。

在单片机应用系统中,通常使用机械触点式按键开关,其主要功能是把机械上的通断转换成为电气上的逻辑关系。也就是说,它能提供标准的TTL逻辑电平,以便与通用数字系统的逻辑电平相容。此外,除了复位按键有专门的复位电路及专一的复位功能外,其它按键都是以开关状态来设置控制功能或输入数据。当所设置的功能键或数字键按下时,计算机应用系统应完成该按键所设定的功能。因此,键信息输入是与软件结构密切相关的过程。 对于一组键或一个键盘,通过接口电路与单片机相连。单片机可以采用查询或中断方式了解有无按键输入并检查是哪一个按键按下,若有键按下则跳至相应的键盘处理程序处去执行,若无键按下则继续执行其他程序机械式按键再按下或释放时,由于机械弹性作用的影响,通常伴随有一定时间的触点机械抖动,然后其触点才稳定下来。其抖动过程如图1(a)所示,抖动时间的长短与开关的机械特性有关,一般为5~10 ms。从图中可以看出,在触点抖动期间检测按键的通与断状态,可能导致判断出错。即按键一次按下或释放被错误地认为是多次操作,这种情况是不允许出现的。为了克服按键触点机械抖动所致的检测误判,必须采取去抖动措施,可从硬件、软件两方面予以考虑。一般来说,在键数较/O口线浪费较大。对于比较复杂的系统或按键比较多的场合,可以用到矩阵键盘,图2(b)中所示的为4×4的矩阵式键盘,其他矩阵式键盘的设计方法类似。

4×4的矩阵式键盘由4根行线和4根列线交叉构成,按键位于行列的交叉点上,这样就构成了16个按键。其中交叉点的行列线是不连接的,当按键按下的时候,此交叉点处的行线和列线导通。图2(b) 行线通过上拉电阻接到VCC上。当无键按下时,行线处于高电平状态;当有键按下时,行、列线在交点导通,此时,行线电平将由与此行线相连的列线电平决定。这是识别按键是否按下的关键。然而,矩阵键盘中的每条行线与4条列线相交,交点的按键按下与否均影响该键所在行线和列线的电平,各按键间将相互影响,键分析时必须将行线、列线信号配合起来作适当处理,才能确定闭合键的位置。

值得注意的是本文介绍的矩阵键盘,在传统的矩阵键盘的输出端加了一个四输入

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与门芯片74HC21。当四路输入有一个为低电平的时候,输出为低电平。将74HC21的输出端接到单片机的外部中断0(P32管脚)上,这样在实时性要求较高的情况下,设P00~P03为全低等待按键触发,当任何一个按键按下的情况下,系统都会进入中断服务程序,提高了键盘响应时间,在系统实时性要求较高的情况下非常实用。

原理图如下图所示:

4.1.5 温度控制电路

一般要校核转向轮本设计是用单片机控制继电器达到以弱控强的电路,下面再来介绍一下单片机和强电之间的桥梁----电磁继电器。

电磁继电器是有触点电继电器的一种。它是利用电磁效应实现电路开、关控制作用的元件,广泛应用在电子设备、仪器仪表及自动化设备中。在各种自动控制设备中,都要求用一个低压电路提控制一个高压的电气电路。这样不仅可以为电子线路和电气电路提供良好的电隔离,还可以保护电子电路和人员安全。 首先看看继电器的驱动 这是典型的继电器驱动电路图,这样的图在网络上随处可以搜到,并且标准教科书上一般也是这样的电路图。

单片机是一个弱电器件,一般情况下它们大都工作在5V甚至更低。驱动电流在mA级以下。而要把它用于一些大功率场合,比如控制电动机,显然是不行的。所以,

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就要有一个环节来衔接,这个环节就是所谓的“功率驱动”。继电器驱动就是一个典型的、简单的功率驱动环节。在这里,继电器驱动含有两个意思:一是对继电器进行驱动,因为继电器本身对于单片机来说就是一个功率器件:还有就是继电器去驱动其他负载,比如继电器可以驱动中间继电器,可以直接驱动接触器,所以,继电器驱动就是单片机与其他大功率负载接口。这个很重要,因为,一直让我们的电气工程师(我指的是那些没有学习过相应的电子技术的)感到迷惑不解的是:一个小小的芯片,怎么会有如此强大的威力来控制像电动机这样强大的东西? 怎么样理解这个电路图?

要理解这个电路,其实也比较容易。那么请您按照我的思路来,应该没有问题: 首先的,里面的三极管很重要。三极管是电子电路里很重要的一个元件。怎么样理解三极管呢?

简单的来说三极管有两个作用一个是放大作用,一个是开关作用。(严格来讲开关作用是放大作用的极限情况,不过没关系,把两者分开,更便于理解它的工作原理)。在这里,我们只了解它跟本电路有关的开关作用 首先把三极管想成一个水龙头

上面的VCC就是水池,继电器是一个水轮机,下面的GND是比水池低的任何一点。刚才说过,三极管就是水龙头,它的把手就是那个带有电阻的引脚。

现在,单片机的某一个需要控制这个继电器电路的输出引脚就是一只“手”,当单片机的这个引脚输出低电平的时候,就像“手”在打开三极管“水龙头”,水就从上往下流,继电器“水轮机”就开始转起来了。反之,如果是输出高电平,\手”就开始关“水龙头”,继电器”水轮机”因为没有水流下来,就会停止。 这就是三极管的开关作用简单的理解和记忆就是:三极管是一个开关器件,其实你真的可以将它看成是一个开关,只不过它不是用手来控制,而是用电压(电流)来控制的,因此,三极管有些时候也被称做电子开关(与机械开关相区别)。图上还有一个东西,是保护二极管,如果不需要深入理解的话,你大可不必追就为什么有它存在, 原理图如下图所示:

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4.1.6 串口通信电路

一般要校核转向轮智能仪表是随着80年代初单片机技术的成熟而发展起来的,现在世界仪表市场基本被智能仪表所垄断。究其原因就是企业信息化的需要,企业在仪表选型时其中的一个必要条件就是要具有联网通信接口。最初是数据模拟信号输出简单过程量,后来仪表接口是RS232接口,这种接口可以实现点对点的通信方式,但这种方式不能实现联网功能。随后出现的RS485解决了这个问题。1. RS-485的电气特性:采用差分信号负逻辑,逻辑\”以两线间的电压差为+(2~6)V表示;逻辑\以两线间的电压差为-(2~6)V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了,就不易损坏接口电路的芯片, 且该电平与TTL电平兼容,可方便与TTL电路连接。 2. RS-485的数据最高传输速率为10Mbps。

3. RS-485接口是采用平衡驱动器和差分,接收器的组合,抗共模干扰能力增强,即抗噪声干扰性好。