1.引言
對于工業(yè)控制微機系統(tǒng)來說輸入設(shè)備鍵盤幾乎是必不可少的。在按鍵數(shù)目較少時,一般直接利用按鍵控制接口線的高低電平來表示,因此需要相應(yīng)的接口支持,由于單片工業(yè)控制微機系統(tǒng)接口線數(shù)目有限,為了減少占用接口線常常采用一鍵定義多功能,但這又增加了軟件的復(fù)雜性;在按鍵數(shù)目較多時,則大多采用動態(tài)掃描的方式構(gòu)成鍵盤矩陣,這種鍵盤雖然結(jié)構(gòu)原理簡單,驅(qū)動程序易于設(shè)計,但是在具體實現(xiàn)時往往需要花很多的時間去設(shè)計印刷電路板、考慮面板布局,而且在硬件資源比較緊張時,還要考慮擴充I/O口,從而使得電路變得越來越復(fù)雜。
2.系統(tǒng)簡介
本文介紹一種利用紅外線發(fā)射裝置作為工業(yè)控制計算機輸入鍵盤的接口原理和實現(xiàn)方法,該接口可以最大限度地減少對單片機系統(tǒng)的硬件資源要求,僅占用一根接口線,在系統(tǒng)的面板上只需一個小的接收窗。整個接口由發(fā)射和接收兩部分組成。對于單片工業(yè)控制微機系統(tǒng)所需的按鍵數(shù)目少于30時,發(fā)射部分可以直接使用成品紅外遙控發(fā)射器,如果自行設(shè)計發(fā)射部分,則可以支持60個鍵左右,其中有兩鍵用于構(gòu)成組合按鍵。接收部分的接口電路也非常簡單,無需布線,只要將成品模塊的輸出直接接到單片工業(yè)控制微機系統(tǒng)的任一I/O接口線即可,同時驅(qū)動程序也易于設(shè)計。由于鍵盤采用無線方式,因此所構(gòu)成的單片機可以方便地滿足一些需要遠(yuǎn)距離控制的場合,以及一些特殊場合,例如:單片工業(yè)控制微機系統(tǒng)在一個密封的容器內(nèi),通過玻璃小窗進(jìn)行參數(shù)輸入或控制；單片工業(yè)控制微機周圍環(huán)境不適宜用戶近距離操作等。
3.紅外線遙控鍵盤的硬件組成
由集成芯片PT2248構(gòu)成的紅外線遙控鍵盤發(fā)射電路見圖1。00H~09H為數(shù)字鍵，0AH為復(fù)位鍵，0BH為取消鍵。圖1紅外線遙控鍵盤發(fā)射電路原理圖
紅外線遙控鍵盤發(fā)射電路采用脈時調(diào)制（PPM）方式，將遙控指令調(diào)制成脈沖序列，并驅(qū)動紅外發(fā)射管以光脈沖的形式發(fā)送出去。遙控指令有12位碼組成，見表1。
C1C2C3HS1S2D1D2D3D4D5D6
表1遙控指令格式
C1，C2，C3是用戶碼，在T1，T2，T3與CODE之間分別接二極管則分別代表C1，C2，C3為高電平“1”，不接二極管則代表低電平“0”，圖2中C1C2C2=111。D1，D2，D3，D4，D5，D6是發(fā)送的數(shù)據(jù)碼，鍵號與鍵碼的對應(yīng)關(guān)系見表2。
表2鍵號與鍵碼的對應(yīng)關(guān)系
PT2248遙控指令的波形正脈沖的占空比為1/4時代表“0”，正脈沖的占空比為3/4時代
表“1”見圖2。
圖2遙控指令的波形圖
無論“0”還是“1”，發(fā)射時正脈沖被調(diào)制在38KHZ的載波上，載波的占空比為1/3，這樣有利于減少功耗。每個發(fā)送周期按C1，C1，C2，H，S1，S2，D1，D2，D3，D4，D5，D6的次序串行發(fā)送，總長度為48a，其中a為每位碼周期的1/4，其大小為：a=192/fosc秒=192/455KHE=0.422ms。按下00H~0BH中某個鍵時，輸出腳TXOUT發(fā)送兩個周期的12位碼，其間隔為80a。由GL3276A構(gòu)成的紅外線遙控鍵盤接收電路見圖3。
圖3紅外線遙控鍵盤接收電路原理圖
