Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
курсовой проект / К1816ВЕ35 разработать оптоэлектронную клавиатуру..doc
Скачиваний:
37
Добавлен:
21.02.2014
Размер:
135.68 Кб
Скачать

Введение

В настоящее время практически невозможно указать какую-то отрасль науки и производства, в которой бы не использовались микропроцессоры (МП) и микроЭВМ. Универсальность и гибкость МП как устройств с программным управлением наряду с высокой надежностью и дешевизной позволяют широко применять их в самых различных системах управления для замены аппаратной реализации функций управления, контроля, измерения и обработки данных. Применение МП и микроЭВМ в системах управления промышленным оборудованием предполагает, в частности, использование их для управления станками, транспортировочными механизмами, атомными реакторами, электростанциями, а также создание на их основе робототехнических комплексов, гибких автоматизированных производств, систем диагностики и контроля.

Микропроцессорные средства позволяют создавать разнообразные по сложности выполняемых функций устройства управления – от простейших микроконтроллеров несложных приборов и механизмов до сложнейших специализированных и универсальных систем распределенного управления в реальном времени. Благодаря различию комплектаций, производительности и объема оборудования модулей они создают аппаратурную основу для разработки систем, ориентированных на различные области применения, и инструментальных комплексов для отладки их программ.

Однокристальные микроконтроллеры – отдельный класс микросистем. Полный набор их средств расположен на одном кристалле. Сюда кроме центрального процессора входят память, подсистема ввода-вывода, средства поддержки режима реального времени. Интеграция всех составных частей микроЭВМ на одном кристалле внесла ряд ограничений на принципы ее организации, потребовала новых решений в развитии ее архитектуры, не свойственных многокристальным компоновкам. В результате был получен новый класс микроконтроллеров с присущими только ему принципами построения архитектуры и структурной схемы.

1 Техническое задание

Необходимо на основе однокристальной ЭВМ (ОЭВМ) К1816ВЕ35 разработать оптоэлектронную клавиатуру.

Оптоэлектронные клавиатуры, не имея электрического контакта, по надежности не уступают емкостным, но по устойчивости к воздействию помех значительно их превосходят. Поэтому они незаменимы там, где имеется высокий уровень помех, например, электромагнитные поля, радиационное излучение и др.

Обычно оптоэлектронные клавиатуры содержат линейки светоизлучателей и фотоприемников, расположенные таким образом, что лучи, их соединяющие, образуют матрицу. При нажатии на клавишу переключательные элементы, размещенные в узлах матрицы, перекрывают излучение по строкам и столбцам. Контроллер клавиатуры регистрирует перекрытие световых лучей и вырабатывает код, соответствующий символу клавиши. Так как быстродействие не является первостепенным фактором в человеко-машинном интерфейсе, то с целью уменьшения аппаратных затрат применяют последовательное сканирование оптоэлектронных каналов. Объединение коммутационных контактных и бесконтактных элементов в матрицу значительно сокращает число связей с устройствами регистрации, а последовательное их сканирование снижает аппаратные затраты. Эти принципы являются определяющими в работе специализированных БИС, предназначенных для использования в клавиатурах.

Технические характеристики:

  • быстродействие не является первостепенным фактором;

  • геометрические размеры матрицы преобразователя определяет полная знако-цифровая клавиатура;

  • использование последовательного сканирования оптоэлектронных каналов.

2 ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА

2.1 Состав аппаратной части

Основной узел клавиатуры – оптоэлектронный первичный преобразователь, представляющий собой матрицу 624 оптоэлектронных пар, работающих в инфракрасной области спектра. Полная знако-цифровая клавиатура определяет геометрические размеры матрицы преобразователя (длина преобразователя втрое больше ширины), что вызывает необходимость делить каналы на длинные и короткие.

В качестве источников излучения в шести длинных каналах используются параллельно по два диода АЛ107, в качестве приемников – фототранзистор ФТ1К. В 24 коротких каналах источниками служат те же светодиоды, а приемниками – фотодиоды ФД256.

Из-за большого разброса параметров оптоэлектронных приборов устанавливается не фиксированный, а адаптивный порог перекрытия для каждого оптоэлектронного канала.

Структурная схема оптоэлектронной клавиатуры представлена на рисунке 1, принципиальная – на рисунке 2.

Узел микроЭВМ состоит из ОЭВМ К1816ВЕ35 (D5), внешнего ПЗУ К573РФ2 (D1) и регистра адресных сигналов (D2) для фиксации младших восьми разрядов адреса команды. Узел коммутации оптоэлектронной матрицы содержит дешифратор (D7, D8) и аналоговый мультиплексор (D26, D27), управляющий включением одного из 30 оптоэлектронных каналов.

Узел связи обеспечивает двусторонний обмен информацией ОЭВМ с внешним процессором в последовательном коде. Он содержит приемник (D6.3) и передатчик (D4.2) цифрового сигнала. Последовательный код сообщения программно формируется ОЭВМ.

Рисунок 1 – Структурная схема оптоэлектронной клавиатуры

Узел световой и звуковой сигнализации содержит индикатор состояния клавиатуры, состоящий из пяти светодиодов (VD2…VD6), которые управляются состоянием младших пяти разрядов регистра (D3). Шестой разряд регистра управляет подачей сигнала звуковой частоты с генератора на излучатель звука (B2).

Аналого-цифровой преобразователь включает повторитель (D1), усилитель (D28), устройство выборки и хранения (D29) и компаратор (D30) с резистивной суммирующей цепочкой (R13, R20) на входе. Устройство выборки и хранения (D20) служит для записи уровня постоянной составляющей напряжения, соответствующей уровню освещенности и оптическим свойствам выбранного оптического канала. Этот уровень подается на компаратор (D30), где сравнивается с сигналом, имеющим составляющую от светодиода. Таким образом реализуется принцип адаптивного порога срабатывания схемы. Одновибратор с повторным запуском (D31) хранит информацию о наличии перекрытия оптического канала для считывания ОЭВМ по входу ТО.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в папке курсовой проект