【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(dòng)電路圖 當(dāng)電磁鐵斷開(kāi)時(shí)， TIP127 的 ce 兩端電壓為 12V；電磁鐵吸合時(shí)， TIP127 的 ce 兩端電壓為 ，由此計(jì)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(jià)格低、接口簡(jiǎn)單。此款單片機(jī)的高集成度使所需外掛器件更少，對(duì)于本系統(tǒng)現(xiàn)階段設(shè)計(jì)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(chǔ)器，組成 2kB 扇區(qū)和 64 字節(jié)頁(yè)。埋孔要結(jié)合實(shí)物繪制，充分考慮富余量。 機(jī)械固定 裝 置 可移動(dòng)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(bào)警電路 液晶顯示電路 光電隔離 被測(cè)薄膜按鍵 電磁鐵驅(qū)動(dòng)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(jì)說(shuō)明書 5 第 3 章 機(jī)械固定裝置設(shè)計(jì) 裝配圖的作用 裝配圖是用來(lái)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(yàn)、安裝時(shí)所需尺寸重要技術(shù)文件。 機(jī)電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)是機(jī)電配合應(yīng)用的很好實(shí)例，機(jī)械設(shè)計(jì)的固定裝置用來(lái)對(duì)單片機(jī)及其外圍電路、電磁鐵及其驅(qū)動(dòng)電路分別進(jìn)行固定并使之在一個(gè)工作界面上，且確保電磁鐵探頭的中心點(diǎn)與被測(cè)試按鍵的中心點(diǎn)在同一條水平線上，同時(shí)底部采用滑軌支架和可移動(dòng)的 滑軌來(lái)靈活調(diào)節(jié)兩部分的距離，方便對(duì)系統(tǒng)的測(cè)試、控制和操作。因?yàn)樗獪y(cè)試的薄膜按鍵壽命在幾十萬(wàn)次到上百萬(wàn)次之間，所以電機(jī)的使用壽命也是一個(gè)需重點(diǎn)考慮的因素。 5．實(shí)時(shí)顯示按鍵測(cè)試的數(shù)據(jù)。按鍵在被高頻率按壓使用時(shí)，其使用壽命無(wú)疑成為一項(xiàng)必須考慮和測(cè) 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(dòng)部分程序 15 技術(shù)參數(shù)分析 9 電磁鐵驅(qū)動(dòng)電路 5 可移動(dòng)加固滑塊 1 第 2 章 機(jī)電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案 機(jī)械固定裝置用來(lái)對(duì)單片機(jī)及其外圍電路、電磁鐵及其驅(qū)動(dòng)電路分別進(jìn)行固定并使之在一個(gè)工作界面上，且確保電磁鐵探頭的中心點(diǎn)與被測(cè)試按鍵的中心點(diǎn)在同一條水平線上，同時(shí)底部采用滑軌支架和可移動(dòng)的 滑軌來(lái)靈活調(diào)節(jié)兩部分的距離，方便對(duì)系統(tǒng)的測(cè)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(jì)（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(jì)（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(bào)警電路、電磁鐵驅(qū)動(dòng)電路等子模塊對(duì)采集到的按鍵信號(hào)進(jìn)行處理、分析、顯示，并用單片機(jī)內(nèi) 部 EEPROM對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存記錄，其中的錯(cuò)誤處理方式在檢測(cè)到錯(cuò)誤次數(shù)達(dá)到一定值后會(huì)自動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并斷開(kāi)系統(tǒng)來(lái)保護(hù)整個(gè)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(dòng)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(wàn)次到上百萬(wàn)次之間，由人工測(cè)試幾乎是不可能的，這就需要設(shè)計(jì)出一個(gè)可靠的機(jī)電結(jié)合系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)按鍵的自動(dòng)測(cè)試。 6． EEPROM 對(duì)配置參數(shù)和數(shù)據(jù)的保存記錄。 2．電磁鐵自動(dòng)按鍵 電磁鐵 的磁性有無(wú)可以由通斷電來(lái)控制 ， 磁性強(qiáng)弱可以由電流大小來(lái)控制 。 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 3 321圖 21 固定裝置裝配圖 各個(gè)功能模塊在總體裝配圖上的位置如圖 21 所示，其中圖號(hào) 1 為固定單片機(jī)系統(tǒng)底座，圖號(hào) 2 為可移動(dòng)加固滑塊，圖號(hào) 3 為固定電磁鐵底座，此三部件均為自己設(shè)計(jì)繪制且最后送工廠加工出的實(shí)物。 在新設(shè)計(jì)測(cè)繪部件或機(jī)器時(shí)，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(jì)，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(dòng)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(cè)試系統(tǒng) 6 可移動(dòng)加固滑塊 如圖 32 所示，此部件主要用來(lái)加固單片機(jī) 及其按鍵，是可移動(dòng)的靈活部件。單個(gè)字節(jié)擦除功能允許 Flash 程序存儲(chǔ)器的任何字節(jié)可用作非易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。具有波特率發(fā)生器、間隔檢測(cè)、幀錯(cuò)誤檢測(cè)、自動(dòng)地址檢測(cè)功能 。最少有 23 個(gè) I/O 口，當(dāng)選擇片內(nèi)振蕩器和片內(nèi)復(fù)位時(shí) I/O 口可高達(dá) 26 個(gè)。它編程方便，不需要昂貴的編程器，對(duì)于本系統(tǒng)來(lái)說(shuō)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(shí)的電流為 ，則 TIP127 的實(shí)際放大倍數(shù)為 (倍 )。一般是采用軟件去抖 ， 在第一次檢測(cè)到有鍵按下時(shí)，該鍵所對(duì)應(yīng)的 行 線為低電平，執(zhí)行一 段 延時(shí) 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(cè)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(shí)序圖， 圖 410 所示 為命令模式操作時(shí)序圖。 經(jīng)過(guò)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(cè)試范圍：速度可調(diào)，本系統(tǒng)選擇 4 次 /秒。經(jīng)過(guò)上述實(shí)際測(cè)試，本系統(tǒng)具體設(shè)定電磁鐵以 250ms/次（ 4 次 /s）的運(yùn)動(dòng)頻率打壓按鍵，當(dāng)按鍵掃描電路檢測(cè)到有鍵正確按下時(shí)計(jì)數(shù)值加 1，同時(shí)把計(jì)數(shù)值經(jīng)過(guò)處理發(fā)送到液晶顯示屏進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示并比較判斷， 每 當(dāng)計(jì)數(shù) 100 次時(shí) 均 對(duì) EEPROM 進(jìn)行一次讀寫記錄；若未檢測(cè)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(dòng)頻率減為333ms/次（ 3 次 /s），若檢測(cè)到有鍵按下則進(jìn)行上述正常處理，如若仍未檢測(cè)到有鍵按下則將電磁鐵運(yùn)動(dòng)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(cè)不到有鍵按下時(shí)錯(cuò)誤計(jì)數(shù)值加 1，當(dāng)錯(cuò)誤次數(shù)達(dá)到 100次時(shí)蜂鳴報(bào)警， EEPROM 記錄系統(tǒng)的配置參數(shù)和測(cè)試數(shù)據(jù)，電磁鐵斷開(kāi)，機(jī)械自動(dòng)按鍵裝置停止工作。但 語(yǔ)法限制不太嚴(yán)格，對(duì)變量的類型 約束不嚴(yán)格，對(duì)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(gè)子函數(shù)模塊組成，最終由主程序來(lái)調(diào)用完成。其功能是用相關(guān)控制字的設(shè)置來(lái)進(jìn)行單片機(jī)內(nèi)部資源、各個(gè)功能模塊的基本配置、各個(gè)芯片的基本驅(qū)動(dòng)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(jì)說(shuō)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(kāi)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(wàn)位 */ Ht1621Wr_One_Char (temp%100000/10000,8)。主要實(shí)現(xiàn)清除蜂鳴報(bào)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(kāi)等功能，便于更好更方便的分析系統(tǒng)性能，從而控制整個(gè)系統(tǒng)。 /*清除 錯(cuò)誤數(shù)值 */ } }} void conmk() { if(KMOD==0) /*檢測(cè)控制電磁鐵通斷按鍵是否按下 */ { delayMS(50)。 /*蜂鳴器報(bào)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(cè)試系統(tǒng) 28 結(jié) 論 本文介紹了基于 MCU 的薄膜按鍵壽命測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案和開(kāi)發(fā)流程，并最終通過(guò)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(jì)完成調(diào)試的電路包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)電路、電磁鐵驅(qū)動(dòng)電路、按鍵掃描電路、液晶顯示電路、控制接口及蜂鳴報(bào)警電路，重點(diǎn)使用的芯片有 P89LPC93HT162 TIP12 TLP11 LM7805 等。 本系統(tǒng)已通過(guò)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(cè)試要求。相關(guān)的結(jié)論主要?dú)w納為以下幾點(diǎn)： 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)按鍵并實(shí)時(shí)顯示 的功能。 /*賦值 DEEDAT*/ DEEADR=adr。 dattemp[2]=dat8。0x7F。 for(i=0。BUZ==0) /*如果 30S 檢測(cè)不到按鍵按下且蜂鳴一直響則斷開(kāi)電磁鐵 */ { while(1) { MK=1。 /*檢測(cè)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(jì)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(jì)說(shuō)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)