專利名稱：船用智能儀表的非編碼鍵盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及智能儀表的鍵盤技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于船舶電站智能化控制儀表的嵌入式微控制器的非編碼鍵盤的設(shè)計。
技術(shù)背景
智能化儀器儀表核心是單片機(jī)，單片機(jī)主要應(yīng)用于控制領(lǐng)域，所以習(xí)慣把單片機(jī)稱為微控制器MCU (Microcontroller Unit),智能儀表中的MCU用來實現(xiàn)各種測量和功能，組成智能儀表的嵌入式微控制系統(tǒng)。鍵盤與顯示器是嵌入式微控制系統(tǒng)常用的人-機(jī)界面，使用者借助面板上的鍵盤和顯示屏，可用對話方式選擇測量功能，設(shè)置參數(shù)。
由于現(xiàn)場儀表工作在工業(yè)現(xiàn)場，要求密封性好，儀表表面安裝玻璃面板，通過玻璃面板看清數(shù)字顯示和進(jìn)行密封。而通常的鍵盤一般由按鍵或薄膜開關(guān)組成，安裝在儀表表面，用導(dǎo)線與MCU的I/0接口連接，影響了現(xiàn)場儀表密封性
實用新型內(nèi)容
本實用新型針對上述現(xiàn)有智能儀表在鍵盤設(shè)計上所存在的不足，而提供一種能夠克服由通常按鍵或薄膜開關(guān)組成的現(xiàn)場控制儀表鍵盤，使儀表密封性變差的缺陷的嵌入式微控制器非編碼鍵盤，特別適用于工作在工業(yè)現(xiàn)場的現(xiàn)場控制儀表。
為了達(dá)到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案
船用智能儀表的非編碼鍵盤，該鍵盤主要有霍爾器件組成，所述霍爾器件按磁性原理組成鍵盤，將接收到的鍵信號經(jīng)處理后傳輸至智能儀表的MCU進(jìn)行進(jìn)一步處理。
該霍爾器件為開關(guān)型霍爾器件，是一種基于霍爾效應(yīng)的磁傳感器。所述霍爾器件安置在儀表內(nèi)部，與一小永久磁鐵筆配合使用。根據(jù)上述技術(shù)方案得到的本實用新型改變通常按鍵或薄膜開關(guān)需直接觸
動開關(guān)產(chǎn)生開關(guān)狀態(tài)信號，可安裝在儀表內(nèi)部，保證了儀表的密封；克服由通 常按鍵或薄膜開關(guān)組成的現(xiàn)場控制儀表鍵盤的缺點。其具有以下優(yōu)點使用方
便、密封性好、實用性廣、工作可靠，這對于要求密封的智能儀表非常有用。 本實用新型還具有結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，
頻率高(可達(dá)lMHz)，耐震動，工作電壓范圍寬，價格便宜，不怕灰塵、油 污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕，同時其具有很好的抗干擾性。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
來進(jìn)一步說明本實用新型。 圖1為本實用新型中集成開關(guān)型霍爾傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本實用新型中開關(guān)型霍爾傳感器工作特性圖。 圖3為本實用新型中開關(guān)型霍爾傳感器與MCU接口電路圖。
具體實施方式
為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白 了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實用新型。
現(xiàn)有智能儀表的鍵盤一般由按鍵或薄膜開關(guān)組成，安裝在儀表表面，用導(dǎo) 線與MCU的I/0接口連接，影響了現(xiàn)場儀表密封性。
本實用新型按磁性原理組成的鍵盤，改變通常按鍵或薄膜開關(guān)需直接觸動 開關(guān)產(chǎn)生開關(guān)狀態(tài)信號，可安裝在儀表內(nèi)部，保證了儀表的密封。同時由于霍 爾傳感器具有許多優(yōu)點，它們的結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方 便，功耗小，頻率高(可達(dá)lMHz)，耐震動，工作電壓范圍寬，價格便宜， 不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕，加上集成霍爾開關(guān)集成電路的 工作特性的滯遲性，進(jìn)一步提高抗干擾，特別適用于船舶智能化控制儀表。
所以本實用新型采用霍爾器件來設(shè)計成智能儀表的非編碼鍵盤，本實用新 型采用霍爾器件是一種基于霍爾效應(yīng)的磁傳感器，按照霍爾器件的功能可將它 們分為霍爾線性器件和霍爾開關(guān)器件，前者輸出模擬量，后者輸出數(shù)字量。
本實用新型中，采用開關(guān)型霍爾器件?；魻栭_關(guān)器件無觸點、無磨損、輸
4出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復(fù)精度高(可達(dá)級)。取用了各種 補(bǔ)償和保護(hù)措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬，可達(dá)一55。C 15(TC。
本實用新型可采用如圖1所示OH3144E / L集成霍爾開關(guān)集成電路，它是 由霍爾電壓發(fā)生器、差分放大器、史密特觸發(fā)器，溫度補(bǔ)償電路和集電極開路 的輸出級組成的磁敏傳感電路。
該電路的工作特性如圖2所示，其輸入為磁感應(yīng)強(qiáng)度，輸出是一個數(shù)字電 壓訊號，它的工作特性的滯遲性，利用來提高抗干擾。
基于上述原理具體實施時，可采用如圖3所示的接口電路，在設(shè)計時，霍 爾傳感器安裝在印刷電路板上貼近儀表玻璃面板內(nèi)側(cè)，4個霍爾傳感器根據(jù)儀 表需要分別用作功能選擇、數(shù)值增加、數(shù)值減小和確認(rèn)鍵。這個4個霍爾傳 感器分別通過電路接入電源，同時通過三態(tài)緩沖器74LS244與MCU連接。
霍爾傳感器由圖1所示的集成開關(guān)型霍爾傳感器組成，使用時與一塊小永 久磁鐵配合，即一小永久磁鐵筆。當(dāng)小永久磁鐵筆在儀表玻璃面板外接近相應(yīng) 霍爾傳感器時，對應(yīng)霍爾傳感器動作，按圖2本實用新型開關(guān)型霍爾傳感器工 作特性輸出低電平，經(jīng)三態(tài)緩沖器74LS244到MCU數(shù)據(jù)總線，MCU軟件再 進(jìn)行進(jìn)一步處理。
根據(jù)上述技術(shù)方案得到的智能儀表的非編碼鍵盤使用方便、密封性好、工 作可靠，這對于要求密封的智能儀表非常有用。本實施例針對船舶電站智能化 控制儀表，但具有普遍性，對于其他智能控制儀表都有參考價值。
以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)
點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實
施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神
和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入
要求保護(hù)的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書 及其等效物界定。
權(quán)利要求1、船用智能儀表的非編碼鍵盤，該鍵盤主要有霍爾器件組成，其特征在于，所述霍爾器件按鍵盤格式安置，并與MCU電連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用智能儀表的非編碼鍵盤，其特征 在于，所述霍爾器件為開關(guān)型霍爾器件，是一種基于霍爾效應(yīng)的磁傳 感器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的船用智能儀表的非編碼鍵盤，其 特征在于，所述霍爾器件安置在儀表內(nèi)部，與一小永久磁鐵筆配合使 閉
專利摘要本實用新型公開了船用智能儀表的非編碼鍵盤，該鍵盤主要有霍爾器件組成，所述霍爾器件按磁性原理組成鍵盤，將接收到的鍵信號經(jīng)處理后傳輸至智能儀表的MCU進(jìn)行進(jìn)一步處理。本實用新型克服由通常按鍵或薄膜開關(guān)組成的現(xiàn)場控制儀表鍵盤的缺點，其具有以下優(yōu)點使用方便、密封性好、實用性廣、工作可靠，這對于要求密封的智能儀表非常有用。
文檔編號G05B19/04GK201327580SQ200820060760
公開日2009年10月14日 申請日期2008年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月3日
發(fā)明者吳敏婕, 夏永明, 王方方 申請人:上海海事大學(xué)