【正文】 系統(tǒng)的軟件設計包括程序初使化、對片內 EEPROM 讀寫、 HT1621 驅動、液晶分屏顯示等，在調試過程中，主要測試了電壓電流、受臺前后行程、按壓按鍵速度和按鍵是否始終被正確按下之間的關系，并對數據進行了分析整理 ，最后選出最優(yōu)的技術參數對薄膜按鍵進行測試。從目前測試的情況來看，整個系統(tǒng)基本達到了預期的要求。 /*初始化 DEECON*/ DEEDAT=dattemp[i]。 /*以下 4 句為寫 EEPROM 的總字節(jié) */ dattemp[1]=dat16。 /*將讀出的值賦給 dattemp*/ DEECON=DEECONamp。 long int res。amp。 if(KMOD==0) /*檢測到控制電磁鐵通斷鍵按下后的處理函數 */ { MK=0。 void clreep() { if(KINC==0) /*判斷按鍵是否按下 */ 吉林化工學院畢業(yè)設計說明書 25 { delayMS(50)。 /*液晶分屏顯示萬位 */ Ht1621Dsp()。 /*片選端口拉低 */ } 基于 MCU的薄膜按鍵壽命測試系統(tǒng) 24 液晶顯示部分程序 此段程序用來實時顯示采集到的數據，因為驅動電路使整個液晶屏幕最多顯示四位數據，但按鍵壽命一般在一百萬次左右，所以需要顯示的數據位要達到百萬位。 /*讀出地址中的數據 */ } void Ht1621Dsp() { uchar i。 Ht1621WrCmd(0x29)。 /*如果為 1則數據左移 */ } else { Data=1。it。 /*屏顯數值加 1*/ write_Leeprom(0,temp%100==0)。 /*正確讀到按鍵可清除外力 */ delayMS(96)。 /*電磁鐵導通 */ delayMS(50)。 P1M2=0X08。使之相互配合完成后續(xù)的各個操作。如圖 61 所示，給出了基于 MCU 的薄膜 按鍵系統(tǒng)總體流程框圖。 編譯環(huán)境概述 因為在學校主要側重 C 語言的學習，對匯編語言了解較少，所以本次程序代碼的編寫采用 C 語言 。 吉林化工學院畢業(yè)設計說明書 17 第 6 章 系統(tǒng)軟件設計 編譯語言及編譯環(huán)境 匯編語言概述 為了克服機器語言的缺點，用英文字條來代替機器語言，這些英文字符被稱為助記符，用助記符表示的指令稱為符號語言或匯編語言。 2) 測試探頭荷重：荷重壓力可在 0400g 間調整 ，本系統(tǒng)選擇 380g。 圖 49 寫模式 時序圖 圖 410 命令模式 時序圖 液晶驅動電路 本系統(tǒng)采用串行 SPI 接口與單片機的 I/O 口連接，使用時只需控制 CS 、 DATA、 WR這 3 個信號即可控制顯示。 2) 內嵌 256kHz RC 振蕩器，也可使用 晶振或 256kHz 外部時鐘源。 吉林化工學院畢業(yè)設計說明書 11 圖 45 按鍵抖動波形圖 按鍵掃描電路 如圖 46 所示，本電路中 KMEA 為被測試按鍵， KENT為清除蜂鳴報警按鍵， KINC為清零液晶顯示數據和清空 EEPROM 保存數據按鍵， KMOD 為單步控制電磁鐵通斷按鍵，這些按鍵的組合應用便于測試驅動電路在不同狀態(tài)下的相關數據。若要調整放大倍數可以通過加大或減小 R13 的阻值來實現。 它 包含一個高輸出功率的砷化鎵鋁發(fā)光二極管，該二極管光耦合到一個高增益，高速單片光探測器。 電磁鐵驅動模塊 電磁鐵需在額定條件下運行以提供大于 380g的壓力，這就需要選擇功率大且穩(wěn)定的驅動管來驅動電磁鐵，本系統(tǒng)選擇 TIP127 達林頓管，同時用 TLP113 光電耦合 器隔離 輸入、輸出 的 電信號 。 12) 可編程 I/O 口輸出模式：準雙向口，開漏輸出，推挽和僅為輸入功能。 7) 400kHz 字節(jié)寬度 I2C 總線通信端口和 SPI 通信端口。 2) 256 字節(jié) RAM 數據存儲器。 圖 32 可移動加固滑塊示意圖 固定電磁鐵底座 如圖 33 所示，此部件用來固定電磁鐵及其驅動電路。 在裝配部件時，則要根據裝配圖及其技術要求，把零件按一定順序進行裝配 。整個系統(tǒng)需要強電和弱電結合控制，其中電磁鐵驅動電路采用 12V 直流電源供電，單片機系統(tǒng)采用 3V 弱電供電，為隔離 輸入 、 輸出電信號 和防止電磁干擾，強弱電之間用光電耦合器進行隔離。 用電磁鐵做動力來源有 四 大優(yōu)勢： 1) 耗能小， 2) 儲能能力強， 3) 控制方法容易 ， 4) 運行速度便于控制。 7．錯誤的判斷處理與系統(tǒng)保護。 本設計主要實現自動按鍵，將采集到的按鍵次數等數據進行處理并實時的顯示在液晶屏上，從而能直觀的讀出已按鍵的次數。 30 附錄 2 系統(tǒng)實物圖片 17 編譯語言及編譯環(huán)境 13 第 5 章 系統(tǒng)整體工作原理 6 第 4 章 硬件系統(tǒng)功 能電路分析 3 第 3 章 機械固定裝置設計 2 機電結構設計 III 第 1 章 緒 論 本設計是機電結合的成功應用。 本人愿意按照學校要求提交學位論文的印刷本和電子版，同意學校保存學位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數字化或其它復制手段保存設計（論文）；同意學校在不以營利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務系統(tǒng)，公布設計（論文）的部 分或全部內容，允許他人依法合理使用。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體均已在文中以明確方式標明。 整個系統(tǒng)主要由機械固定裝置和 P89LPC936 單片機及其相關外圍電路兩大部分組成。 2 自動按鍵方式的選擇 11 液晶驅動電路 17 C 語言概述 31 致 謝 在實際應用中，按使用頻率主要將按鍵分為高頻率按壓按鍵和低頻率按壓按鍵，如相機、液晶顯示器等設備中所用按鍵即可歸類為低頻率按壓按鍵，而焦化測溫儀中所用按鍵即可歸類為高頻率按壓按鍵。 4．按鍵的采集掃描與處理。 1．電機自動按鍵 電機的精度較高，驅動方式靈活，但 轉速太高， 不能 輸出較大力矩 ， 要想 實現 無極調速得配變頻器 且需要編碼控制。其相關參數如下： 電壓： DC12V 電流： 力量：通電 DC12V， 6mm行程時，吸引力在 400g 以上 除綜合考慮的因素滿足本設計外，其所提供的額定值也都達到所需要求，符合薄膜按鍵需要 380g 壓力被按下的條件，最終選擇型號為 MK0837HH01 的電磁鐵。 單片機結合液晶顯示電路、蜂鳴報警電路、電磁鐵驅動電路等子模塊對掃描采集到的按鍵信號進行處理、記錄、顯示 。在這個部件中應注意對埋孔及螺孔的繪制。 其引腳封裝如圖 41 所示。 5) 16 位定時 /計數器 (每一個定時器均可設置為溢出時觸發(fā)相應端口輸出或作為PWM 輸出 )和 1 個 23 位的系統(tǒng)定時器，系統(tǒng)定時器可用作實時時鐘。 I/O 口可承受 5V（ 可上拉或驅動到 ） 。它的功能強大、速度快、片內集成高精度的晶振、片內內置 512 字節(jié)的 EEPROM、性價比高。 一般是將發(fā)光二極管和光敏三極管的光路耦合在一起，輸入和輸出之間不可共地，輸 入電信號加于發(fā)光二極管上，輸出信號由光敏三極管取出。 電磁鐵驅動電路 如圖 44 所示的驅動電路，當單片機給 A0 端口低信號（“ 0”）時電磁鐵吸合，給A0 端口高信號（“ 1”）時電磁鐵吸合。 按鍵抖動的成因及消除 在按鍵的閉合和斷開過程中，由于開關的機械特性， 會 導致按鍵產生抖動 ，如圖 45所示為按鍵抖動波形圖 。 驅動芯片 HT1621 HT1621 為段式液晶驅動芯片， 內部有 324 位顯示 RAM， 直接映射到 LCD 顯示器的每一段。 圖 48 HT1621內部結構 吉林化工學院畢業(yè)設計說明書 13 本系統(tǒng)對 HT1621 采用 串行外圍接口 方式。 表 41 LCD真值表 COM3 COM2 COM1 COM0 SEG21 — DT K2 EMS SEG22 1D 1E 1G 1F SEG23 DP1 1C 1B 1A SEG24 2D 2E 2G 2F SEG25 DP2 2C 2B 2A SEG26 — COL — — SEG27 3D 3E 3G 3F SEG28 DP3 3C 3B 3A SEG29 4D 4E 4G 4F SEG30 — 4C 4B 4A SEG31 — TPC K5 CM 地址位 數據位 吉林化工學院畢業(yè)設計說明書 15 第 5 章 系統(tǒng)整體工作原理 技術參數分析 在測試過程中，將實測得出的電壓、電流、受臺前后行程、按鍵是否始終被正確按下、按壓按鍵頻率之間的關系進行了分析整理，將幾組有代表性的數據記錄在表 51 中。 7) 直流供電方式： ， 。 C 語言概述 C 語言是國際上廣泛流行的計算機高級語言，既可用來寫系統(tǒng)軟件，也可用來寫應用軟件。 如果使用 C 語言編程，那么 Keil操作起來將很方便 ，即使不使用 C 語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調試工具也會令 事情變得 事半功倍。子程序具體說明如下。 void main() { P0M1=0X00。 SP=0xe0。 } } else if(KMEA==1) /*鍵盤自適應處理函數 */ { delayMS(54)。 } } if(keypal==1amp。先發(fā)送標志碼 101，表明下面要進行寫操作，然后發(fā)送地址碼 A5~A0，用 D0~D3 指定對應的位，就可以對 LCD 相應的位元操作。 /*如果為 0則寫入數據低位 */ } HT1621_WR=0。 /*片選端口抬高 */ } void Ht1621_init() { HT1621_CS=1。 /*往地址中一位位打數據 */ add++。i11。 /*液晶分屏顯示高位屏蔽 */ Ht1621Wr_One_Char (temp/1000000,3)。 /*液晶顯示各位 */ Ht1621Dsp()。 if(KDEC==0) /*再次判斷按鍵是否按下 */ { BUZ=1。 if(errc10) /*10 次按鍵未按下處理函數 */ { write_Leeprom(0,temp)。 /*調用顯示數據清零函數 */ poweroff()。 /*賦值 DEEADR*/ 吉林化工學院畢業(yè)設計說明書 27