【正文】 1U5+ 1 2PVA0GND2P N PQ1T I P 1 2 7V inV o u tGND7805V R 1ebc 圖 44 電磁鐵驅(qū)動電路圖 當(dāng)電磁鐵斷開時， TIP127 的 ce 兩端電壓為 12V；電磁鐵吸合時， TIP127 的 ce 兩端電壓為 ，由此計算出 ce 兩端的管壓降為 =，則 R13(510Ω )兩端的電流為 V /510Ω =22mA。光電耦合器以光電轉(zhuǎn)換原理傳輸信息，它不僅使信息發(fā) 送 端與信息輸出端 隔離 ，而且有很強(qiáng)的抑制電磁干擾能力 ，且 速度高、價格低、接口簡單。此款單片機(jī)的高集成度使所需外掛器件更少，對于本系統(tǒng)現(xiàn)階段設(shè)計的功能都能夠很好的滿足。 11) 28 腳 TSSOP、 PLCC 和 HVQFN 封裝。 6) 增強(qiáng)型 UART。 圖 41 P89LPC936單片機(jī)引腳封裝圖 其主要特性如下： 1) 16kB 可字節(jié)擦除的 Flash 程序存儲器，組成 2kB 扇區(qū)和 64 字節(jié)頁。埋孔要結(jié)合實物繪制，充分考慮富余量。 機(jī)械固定 裝 置 可移動加固滑塊 固定電磁鐵底座 固定單片機(jī)系統(tǒng)底座 P89LPC936單片機(jī) 按鍵掃描 蜂鳴報警電路 液晶顯示電路 光電隔離 被測薄膜按鍵 電磁鐵驅(qū)動電路 直流電源供電 3V電源供電 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 5 第 3 章 機(jī)械固定裝置設(shè)計 裝配圖的作用 裝配圖是用來表達(dá)機(jī)器或部件的圖樣，是用于表示部件或機(jī)器的工作原理、零件之間的裝配關(guān)系和各零件的主要結(jié)構(gòu)形狀以及裝配、檢驗、安裝時所需尺寸重要技術(shù)文件。 機(jī)電結(jié)構(gòu)設(shè)計 本設(shè)計是機(jī)電配合應(yīng)用的很好實例，機(jī)械設(shè)計的固定裝置用來對單片機(jī)及其外圍電路、電磁鐵及其驅(qū)動電路分別進(jìn)行固定并使之在一個工作界面上，且確保電磁鐵探頭的中心點與被測試按鍵的中心點在同一條水平線上，同時底部采用滑軌支架和可移動的 滑軌來靈活調(diào)節(jié)兩部分的距離，方便對系統(tǒng)的測試、控制和操作。因為所要測試的薄膜按鍵壽命在幾十萬次到上百萬次之間，所以電機(jī)的使用壽命也是一個需重點考慮的因素。 5．實時顯示按鍵測試的數(shù)據(jù)。按鍵在被高頻率按壓使用時，其使用壽命無疑成為一項必須考慮和測 試的指標(biāo)。 29 附錄 1 系統(tǒng)總體電路圖 26 EEPROM 讀寫部分程序 20 HT1621 驅(qū)動部分程序 15 技術(shù)參數(shù)分析 9 電磁鐵驅(qū)動電路 5 可移動加固滑塊 1 第 2 章 機(jī)電結(jié)構(gòu)設(shè)計方案 機(jī)械固定裝置用來對單片機(jī)及其外圍電路、電磁鐵及其驅(qū)動電路分別進(jìn)行固定并使之在一個工作界面上，且確保電磁鐵探頭的中心點與被測試按鍵的中心點在同一條水平線上，同時底部采用滑軌支架和可移動的 滑軌來靈活調(diào)節(jié)兩部分的距離，方便對系統(tǒng)的測試、控制和操作。 本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名 : 二〇 一 〇年 九 月 二十 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）使用授權(quán)聲明 本人完全了解 濱州學(xué)院 關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定。單片機(jī)結(jié)合按鍵掃描電路、液晶顯示電路、蜂鳴報警電路、電磁鐵驅(qū)動電路等子模塊對采集到的按鍵信號進(jìn)行處理、分析、顯示，并用單片機(jī)內(nèi) 部 EEPROM對數(shù)據(jù)進(jìn)行保存記錄，其中的錯誤處理方式在檢測到錯誤次數(shù)達(dá)到一定值后會自動存儲數(shù)據(jù)并斷開系統(tǒng)來保護(hù)整個裝置。 5 裝配圖的作用 6 固定電磁鐵底座 9 按鍵掃描模塊 11 驅(qū)動芯片 HT1621 17 程序流程分析 18 自適應(yīng)處理流程框圖 22 液晶顯示部分程序 薄膜按鍵的壽命一般在幾十萬次到上百萬次之間，由人工測試幾乎是不可能的，這就需要設(shè)計出一個可靠的機(jī)電結(jié)合系統(tǒng)實現(xiàn)對按鍵的自動測試。 6． EEPROM 對配置參數(shù)和數(shù)據(jù)的保存記錄。 2．電磁鐵自動按鍵 電磁鐵 的磁性有無可以由通斷電來控制 ， 磁性強(qiáng)弱可以由電流大小來控制 。 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 3 321圖 21 固定裝置裝配圖 各個功能模塊在總體裝配圖上的位置如圖 21 所示，其中圖號 1 為固定單片機(jī)系統(tǒng)底座，圖號 2 為可移動加固滑塊，圖號 3 為固定電磁鐵底座，此三部件均為自己設(shè)計繪制且最后送工廠加工出的實物。 在新設(shè)計測繪部件或機(jī)器時，先要畫出裝配圖表示該部件或機(jī)器的構(gòu)造和裝配關(guān)系，并確定各零件的結(jié)構(gòu)形狀和協(xié)調(diào)尺寸等，然后再根據(jù)裝配圖進(jìn)行零件設(shè)計，畫出符合部件或機(jī)器要求的零件圖 。 圖 31 固定單片機(jī)及其按鍵底座示意圖 固定單片機(jī)系統(tǒng)的底部螺孔 固定可移動滑塊的通孔 固定單片機(jī)系統(tǒng)的埋孔 基于 MCU的薄膜按鍵壽命測試系統(tǒng) 6 可移動加固滑塊 如圖 32 所示，此部件主要用來加固單片機(jī) 及其按鍵，是可移動的靈活部件。單個字節(jié)擦除功能允許 Flash 程序存儲器的任何字節(jié)可用作非易失性數(shù)據(jù)存儲器。具有波特率發(fā)生器、間隔檢測、幀錯誤檢測、自動地址檢測功能 。最少有 23 個 I/O 口，當(dāng)選擇片內(nèi)振蕩器和片內(nèi)復(fù)位時 I/O 口可高達(dá) 26 個。它編程方便，不需要昂貴的編程器，對于本系統(tǒng)來說是比較合理的選擇。 TLP113 是一 種 小外型耦合器。又從恒流源讀出電磁鐵吸合時的電流為 ，則 TIP127 的實際放大倍數(shù)為 (倍 )。一般是采用軟件去抖 ， 在第一次檢測到有鍵按下時，該鍵所對應(yīng)的 行 線為低電平，執(zhí)行一 段 延時 10ms 的子程序后，確認(rèn)該行線電平是否仍然為低電平，如果仍為低電平，則確認(rèn)為該 按鍵 按下。 基于 MCU的薄膜按鍵壽命測試系統(tǒng) 12 圖 47 HT1621引腳封裝圖 其主要特性如下： 1) 操作電壓： ~。其中圖 49 所示 為 HT1621 的寫模式操作時序圖， 圖 410 所示 為命令模式操作時序圖。 經(jīng)過比較論證，本系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)參數(shù)設(shè)置如下： 1) 速度測試范圍：速度可調(diào)，本系統(tǒng)選擇 4 次 /秒。經(jīng)過上述實際測試，本系統(tǒng)具體設(shè)定電磁鐵以 250ms/次（ 4 次 /s）的運(yùn)動頻率打壓按鍵，當(dāng)按鍵掃描電路檢測到有鍵正確按下時計數(shù)值加 1，同時把計數(shù)值經(jīng)過處理發(fā)送到液晶顯示屏進(jìn)行實時顯示并比較判斷， 每 當(dāng)計數(shù) 100 次時 均 對 EEPROM 進(jìn)行一次讀寫記錄；若未檢測到有鍵按下則系統(tǒng)進(jìn)行自適應(yīng)處理，將電磁鐵運(yùn)動頻率減為333ms/次（ 3 次 /s），若檢測到有鍵按下則進(jìn)行上述正常處理，如若仍未檢測到有鍵按下則將電磁鐵運(yùn)動頻率減為 500ms/次（ 2 次 /s）、 1s/次（ 1 次 /s） 進(jìn)行上述循環(huán)處理，直至1s/次（ 1 次 /s）的打壓頻率都檢測不到有鍵按下時錯誤計數(shù)值加 1，當(dāng)錯誤次數(shù)達(dá)到 100次時蜂鳴報警， EEPROM 記錄系統(tǒng)的配置參數(shù)和測試數(shù)據(jù)，電磁鐵斷開，機(jī)械自動按鍵裝置停止工作。但 語法限制不太嚴(yán)格，對變量的類型 約束不嚴(yán)格，對數(shù)組下標(biāo)越界不作檢查 ， 硬件可操控性比較差 ， 目標(biāo)代碼體積大 。程序由若干個子函數(shù)模塊組成，最終由主程序來調(diào)用完成。其功能是用相關(guān)控制字的設(shè)置來進(jìn)行單片機(jī)內(nèi)部資源、各個功能模塊的基本配置、各個芯片的基本驅(qū)動及全局變量的定義。 P1M1=0X2C。 void key_dis() { 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 21 MK=0。 /*正確按下按鍵給標(biāo)簽 */ MK=1。KMEA==1) /*按鍵正確彈開處理函數(shù) */ { temp++。 for (i=0。 /*寫入端口抬高 */ if(bool==1) { Data=1。 HT1621_DAT=1。0x0f。 /*往地址中寫入所需的數(shù)據(jù) */ } HT1621_CS=1。 /*液晶分屏顯示十萬位 */ Ht1621Wr_One_Char (temp%100000/10000,8)。主要實現(xiàn)清除蜂鳴報警、清零液晶顯示數(shù)據(jù)及清空 EEPROM 保存記錄和單步控制電磁鐵吸合或斷開等功能，便于更好更方便的分析系統(tǒng)性能，從而控制整個系統(tǒng)。 /*清除 錯誤數(shù)值 */ } }} void conmk() { if(KMOD==0) /*檢測控制電磁鐵通斷按鍵是否按下 */ { delayMS(50)。 /*蜂鳴器報警 */ } void eerord() { if(errc=132amp。 long int read_Leeprom(uchar adr) { uchar i,dattemp[4]。 /*等待 */ dattemp[i]=DEEDAT。 dattemp[0]=dat24。 DEECON=0x00。 /*地址遞增 */ } } 基于 MCU的薄膜按鍵壽命測試系統(tǒng) 28 結(jié) 論 本文介紹了基于 MCU 的薄膜按鍵壽命測試系統(tǒng)的實現(xiàn)方案和開發(fā)流程，并最終通過了機(jī)電配合控制以及硬件和軟件的調(diào)試。 系統(tǒng)的硬件設(shè)計完成調(diào)試的電路包括：單片機(jī)最小系統(tǒng)電路、電磁鐵驅(qū)動電路、按鍵掃描電路、液晶顯示電路、控制接口及蜂鳴報警電路，重點使用的芯片有 P89LPC93HT162 TIP12 TLP11 LM7805 等。 本系統(tǒng)已通過基本的調(diào)試，性能穩(wěn)定、操作方便，系統(tǒng)能夠正常工作并完成相應(yīng)的測試要求。相關(guān)的結(jié)論主要歸納為以下幾點： 系統(tǒng)實現(xiàn)自動按鍵并實時顯示 的功能。 /*賦值 DEEDAT*/ DEEADR=adr。 dattemp[2]=dat8。0x7F。 for(i=0。BUZ==0) /*如果 30S 檢測不到按鍵按下且蜂鳴一直響則斷開電磁鐵 */ { while(1) { MK=1。 /*檢測到控制電磁鐵通斷鍵按下則吸合電磁鐵 */ while(1) { if(KMOD==0) { delayMS(50)。 if(KINC==0) /*再次判斷按鍵是否按下 */ { temp=0。 /*調(diào)用查表函數(shù) */ } else { Ht1621Wr_One_Char (temp%10000/1000,1)。在軟件上需要采用分屏設(shè)計的方式，使之最多顯示七位數(shù)，顯示的最大數(shù)值為 9999999。 HT1621_CS=0。 /*1/3 偏壓 4 背極 */ Ht1621WrCmd(0x18)。 /*如果為 0則數(shù)據(jù)右移 */ 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 23 } } } void Ht1621WrCmd(uchar Cmd) { HT1621_CS=0。i++) /*t 為傳送數(shù)據(jù)位數(shù) */ { if(bool==1)