[发明专利]船舶嵌入式微控制器的非编码键盘与显示器接口

说明书

技术领域

本发明涉及微控制器与键盘、显示器接口技术领域，具体地说，涉及船舶 嵌入式微控制器的非编码键盘与显示器接口，特别适用于船舶智能化仪表的小 键盘与LCD/LED显示器接口。

背景技术

键盘与LCD/LED显示器是单片微型计算机控制系统常用的人-机界面， 如一些教学与科研设备和船舶系统的控制与显示仪表，使用者借助面板上的键 盘和显示屏，可用对话方式选择测量功能，设置参数。智能化仪器仪表核心是 单片机，由于单片机主要应用于控制领域，习惯把单片机称为微控制器MCU (MicrControler Unit)，微控制器用以实现各种测量和控制功能，单片机功能强、 体积小，在应用时通常是处于控制系统的核心地位并融入其中，所以又称嵌入 式微控制器。从结构上看单片机把微型计算机主要部件，集成在一块芯片上。 但组成微型计算机测量和控制系统还必须包括外围设备和通信设备，如键盘与 显示器。

这些实际系统往往希望器件的结构紧凑，要求占用较少的MCU I/O口资 源，对于键盘与LED显示器要求通过一个接口进行连接；同时要求键盘/显 示器与接口的连接线要少；要求接口有良好的通用性。因此，研制单片机系统 的键盘和LCD/LED显示器的高性能接口有实际的应用意义。

单片机系统外围电路设计一般的方法是用通用可编程接口(如8255)和标 准集成芯片进行扩展，通过印刷电路板连接，搭建系统。这种设计方法，所需 芯片种类多、数量大，占有印刷线路板面积大，设计时几乎没有灵活性可言， 大大制约接口技术的发展。

中国专利ZL 200520046271.7提供了一种基于基本总线的键盘与LED显 示器接口模块，包含基本总线、键盘、显示器接口芯片8279，连接插头，其特 征在于：a.基本总线的控制信号通过双向控制线及驱动芯片与控制芯片的控制 线口连接，该双向控制线还与驱动芯片，动态芯片相连接；基本总线的数据信 号通过双向数据线及驱动芯片与控制芯片的双向数据线口连接；基本总线的地 址信号通过单向地址线与驱动芯片连接，然后地址中的高位通过片选译码芯片 产生片选信号与控制芯片的控制线口的片选信号线连接，地址中的低位信号直 接连接到控制芯片的地址线口；b.控制芯片的键盘状态端通过连接插头与两个 状态键相连，控制芯片的扫描输出口通过动态扫描线与显示扫描译码芯片和键 盘扫描译码芯片连接，键盘扫描译码芯片输出键盘扫描信号，通过连接插头输 出到键盘列阵，控制芯片的键盘扫描回归口通过连接插头与键盘列阵相连，显 示扫描译码芯片受控制芯片的显示控制信号控制，输出显示扫描信号，该扫描 信号通过位选信号驱动芯片、显示扫描线和连接插头与16位LED显示器的位 选信号线连接，控制芯片的显示器段选输出口通过段选码线连接到段选信号驱 动芯片，再通过连接插头与16位LED显示器的段选信号线连接。由于采用通 用芯片和传统的设计方法，所需芯片种类多、数量大、连线多，占有印刷线路 板面积大，不能运用于智能化仪表的小键盘与LCD/LED显示器接口。

发明内容

本发明的目的是提供一种船舶嵌入式微控制器的非编码键盘与显示器接 口，特别适用于船舶智能化仪表的小键盘与LCD/LED显示器接口，以克服现 有的微控制器键盘接口所需芯片种类多、数量大，占有印刷线路板面积大，设 计时几乎没有灵活性的缺陷。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种船舶嵌入式微控制器的非编码键盘与显示器接口，包括可编程逻辑器 件构成的逻辑电路，其特征在于：所述逻辑电路的输入端和输出端分别与微控 制器和显示器相连。

本发明中，所述的显示器包括LCD显示器和/或LED显示器，所述的逻 辑电路包括键盘与LCD显示器连接的LCD显示器逻辑电路和键盘与LED显 示器连接的LED显示器键盘逻辑电路，其中键盘与LCD显示器连接的逻辑电 路采用独特的地址映射逻辑设计。

所述LCD显示器地址映射逻辑电路由门电路、地址锁存器、地址译码器 和驱动输出电路构成，所述门电路输入端连接微控制器的读写脚，输出端连接 LCD显示器的时钟脚，实现控制输入；微控制器的读写脚同时通过地址译码器 与LCD显示器的读写脚相连，微控制器的输出端口与LCD显示器的数据口连 接从而实现数据总线的构建，微控制器地址总线16位是经过可编程逻辑器件 内的地址锁存器、地址译码器、驱动输出与LCD显示器实现连接。