【正文】 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括程序初使化、對(duì)片內(nèi) EEPROM 讀寫、 HT1621 驅(qū)動(dòng)、液晶分屏顯示等，在調(diào)試過(guò)程中，主要測(cè)試了電壓電流、受臺(tái)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(guān)系，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析整理 ，最后選出最優(yōu)的技術(shù)參數(shù)對(duì)薄膜按鍵進(jìn)行測(cè)試。從目前測(cè)試的情況來(lái)看，整個(gè)系統(tǒng)基本達(dá)到了預(yù)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(cè)到控制電磁鐵通斷鍵按下后的處理函數(shù) */ { MK=0。 void clreep() { if(KINC==0) /*判斷按鍵是否按下 */ 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 25 { delayMS(50)。 /*液晶分屏顯示萬(wàn)位 */ Ht1621Dsp()。 /*片選端口拉低 */ } 基于 MCU的薄膜按鍵壽命測(cè)試系統(tǒng) 24 液晶顯示部分程序 此段程序用來(lái)實(shí)時(shí)顯示采集到的數(shù)據(jù)，因?yàn)轵?qū)動(dòng)電路使整個(gè)液晶屏幕最多顯示四位數(shù)據(jù)，但按鍵壽命一般在一百萬(wàn)次左右，所以需要顯示的數(shù)據(jù)位要達(dá)到百萬(wàn)位。 /*讀出地址中的數(shù)據(jù) */ } void Ht1621Dsp() { uchar i。 Ht1621WrCmd(0x29)。 /*如果為 1則數(shù)據(jù)左移 */ } else { Data=1。it。 /*屏顯數(shù)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(dǎo)通 */ delayMS(50)。 P1M2=0X08。使之相互配合完成后續(xù)的各個(gè)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?yàn)樵趯W(xué)校主要側(cè)重 C 語(yǔ)言的學(xué)習(xí)，對(duì)匯編語(yǔ)言了解較少，所以本次程序代碼的編寫采用 C 語(yǔ)言 。 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 17 第 6 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 編譯語(yǔ)言及編譯環(huán)境 匯編語(yǔ)言概述 為了克服機(jī)器語(yǔ)言的缺點(diǎn)，用英文字條來(lái)代替機(jī)器語(yǔ)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(hào)語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言。 2) 測(cè)試探頭荷重：荷重壓力可在 0400g 間調(diào)整 ，本系統(tǒng)選擇 380g。 圖 49 寫模式 時(shí)序圖 圖 410 命令模式 時(shí)序圖 液晶驅(qū)動(dòng)電路 本系統(tǒng)采用串行 SPI 接口與單片機(jī)的 I/O 口連接，使用時(shí)只需控制 CS 、 DATA、 WR這 3 個(gè)信號(hào)即可控制顯示。 2) 內(nèi)嵌 256kHz RC 振蕩器，也可使用 晶振或 256kHz 外部時(shí)鐘源。 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 11 圖 45 按鍵抖動(dòng)波形圖 按鍵掃描電路 如圖 46 所示，本電路中 KMEA 為被測(cè)試按鍵， KENT為清除蜂鳴報(bào)警按鍵， KINC為清零液晶顯示數(shù)據(jù)和清空 EEPROM 保存數(shù)據(jù)按鍵， KMOD 為單步控制電磁鐵通斷按鍵，這些按鍵的組合應(yīng)用便于測(cè)試驅(qū)動(dòng)電路在不同狀態(tài)下的相關(guān)數(shù)據(jù)。若要調(diào)整放大倍數(shù)可以通過(guò)加大或減小 R13 的阻值來(lái)實(shí)現(xiàn)。 它 包含一個(gè)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(gè)高增益，高速單片光探測(cè)器。 電磁鐵驅(qū)動(dòng)模塊 電磁鐵需在額定條件下運(yùn)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(qū)動(dòng)管來(lái)驅(qū)動(dòng)電磁鐵，本系統(tǒng)選擇 TIP127 達(dá)林頓管，同時(shí)用 TLP113 光電耦合 器隔離 輸入、輸出 的 電信號(hào) 。 12) 可編程 I/O 口輸出模式：準(zhǔn)雙向口，開(kāi)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(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 圖 32 可移動(dòng)加固滑塊示意圖 固定電磁鐵底座 如圖 33 所示，此部件用來(lái)固定電磁鐵及其驅(qū)動(dòng)電路。 在裝配部件時(shí)，則要根據(jù)裝配圖及其技術(shù)要求，把零件按一定順序進(jìn)行裝配 。整個(gè)系統(tǒng)需要強(qiáng)電和弱電結(jié)合控制，其中電磁鐵驅(qū)動(dòng)電路采用 12V 直流電源供電，單片機(jī)系統(tǒng)采用 3V 弱電供電，為隔離 輸入 、 輸出電信號(hào) 和防止電磁干擾，強(qiáng)弱電之間用光電耦合器進(jìn)行隔離。 用電磁鐵做動(dòng)力來(lái)源有 四 大優(yōu)勢(shì)： 1) 耗能小， 2) 儲(chǔ)能能力強(qiáng)， 3) 控制方法容易 ， 4) 運(yùn)行速度便于控制。 7．錯(cuò)誤的判斷處理與系統(tǒng)保護(hù)。 本設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)按鍵，將采集到的按鍵次數(shù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并實(shí)時(shí)的顯示在液晶屏上，從而能直觀的讀出已按鍵的次數(shù)。 30 附錄 2 系統(tǒng)實(shí)物圖片 17 編譯語(yǔ)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(jī)械固定裝置設(shè)計(jì) 2 機(jī)電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) III 第 1 章 緒 論 本設(shè)計(jì)是機(jī)電結(jié)合的成功應(yīng)用。 本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計(jì)（論文）；同意學(xué)校在不以營(yíng)利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計(jì)（論文）的部 分或全部?jī)?nèi)容，允許他人依法合理使用。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。 整個(gè)系統(tǒng)主要由機(jī)械固定裝置和 P89LPC936 單片機(jī)及其相關(guān)外圍電路兩大部分組成。 2 自動(dòng)按鍵方式的選擇 11 液晶驅(qū)動(dòng)電路 17 C 語(yǔ)言概述 31 致 謝 在實(shí)際應(yīng)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(jī)、液晶顯示器等設(shè)備中所用按鍵即可歸類為低頻率按壓按鍵，而焦化測(cè)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(jī)自動(dòng)按鍵 電機(jī)的精度較高，驅(qū)動(dòng)方式靈活，但 轉(zhuǎn)速太高， 不能 輸出較大力矩 ， 要想 實(shí)現(xiàn) 無(wú)極調(diào)速得配變頻器 且需要編碼控制。其相關(guān)參數(shù)如下： 電壓： DC12V 電流： 力量：通電 DC12V， 6mm行程時(shí)，吸引力在 400g 以上 除綜合考慮的因素滿足本設(shè)計(jì)外，其所提供的額定值也都達(dá)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(hào)為 MK0837HH01 的電磁鐵。 單片機(jī)結(jié)合液晶顯示電路、蜂鳴報(bào)警電路、電磁鐵驅(qū)動(dòng)電路等子模塊對(duì)掃描采集到的按鍵信號(hào)進(jìn)行處理、記錄、顯示 。在這個(gè)部件中應(yīng)注意對(duì)埋孔及螺孔的繪制。 其引腳封裝如圖 41 所示。 5) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 (每一個(gè)定時(shí)器均可設(shè)置為溢出時(shí)觸發(fā)相應(yīng)端口輸出或作為PWM 輸出 )和 1 個(gè) 23 位的系統(tǒng)定時(shí)器，系統(tǒng)定時(shí)器可用作實(shí)時(shí)時(shí)鐘。 I/O 口可承受 5V（ 可上拉或驅(qū)動(dòng)到 ） 。它的功能強(qiáng)大、速度快、片內(nèi)集成高精度的晶振、片內(nèi)內(nèi)置 512 字節(jié)的 EEPROM、性價(jià)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(hào)加于發(fā)光二極管上，輸出信號(hào)由光敏三極管取出。 電磁鐵驅(qū)動(dòng)電路 如圖 44 所示的驅(qū)動(dòng)電路，當(dāng)單片機(jī)給 A0 端口低信號(hào)（“ 0”）時(shí)電磁鐵吸合，給A0 端口高信號(hào)（“ 1”）時(shí)電磁鐵吸合。 按鍵抖動(dòng)的成因及消除 在按鍵的閉合和斷開(kāi)過(guò)程中，由于開(kāi)關(guān)的機(jī)械特性， 會(huì) 導(dǎo)致按鍵產(chǎn)生抖動(dòng) ，如圖 45所示為按鍵抖動(dòng)波形圖 。 驅(qū)動(dòng)芯片 HT1621 HT1621 為段式液晶驅(qū)動(dòng)芯片， 內(nèi)部有 324 位顯示 RAM， 直接映射到 LCD 顯示器的每一段。 圖 48 HT1621內(nèi)部結(jié)構(gòu) 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 13 本系統(tǒng)對(duì) 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(shù)據(jù)位 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 15 第 5 章 系統(tǒng)整體工作原理 技術(shù)參數(shù)分析 在測(cè)試過(guò)程中，將實(shí)測(cè)得出的電壓、電流、受臺(tái)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(guān)系進(jìn)行了分析整理，將幾組有代表性的數(shù)據(jù)記錄在表 51 中。 7) 直流供電方式： ， 。 C 語(yǔ)言概述 C 語(yǔ)言是國(guó)際上廣泛流行的計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言，既可用來(lái)寫系統(tǒng)軟件，也可用來(lái)寫應(yīng)用軟件。 如果使用 C 語(yǔ)言編程，那么 Keil操作起來(lái)將很方便 ，即使不使用 C 語(yǔ)言而僅用匯編語(yǔ)言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)令 事情變得 事半功倍。子程序具體說(shuō)明如下。 void main() { P0M1=0X00。 SP=0xe0。 } } else if(KMEA==1) /*鍵盤自適應(yīng)處理函數(shù) */ { delayMS(54)。 } } if(keypal==1amp。先發(fā)送標(biāo)志碼 101，表明下面要進(jìn)行寫操作，然后發(fā)送地址碼 A5~A0，用 D0~D3 指定對(duì)應(yīng)的位，就可以對(duì) LCD 相應(yīng)的位元操作。 /*如果為 0則寫入數(shù)據(jù)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(shù)據(jù) */ 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(shù) */ { write_Leeprom(0,temp)。 /*調(diào)用顯示數(shù)據(jù)清零函數(shù) */ poweroff()。 /*賦值 DEEADR*/ 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 27