[实用新型]船用智能仪表的非编码键盘

说明书

技术领域：

本实用新型涉及智能仪表的键盘技术领域，特别涉及一种适用于船舶电站智能化控制仪表的嵌入式微控制器的非编码键盘的设计。

背景技术：

智能化仪器仪表核心是单片机，单片机主要应用于控制领域，所以习惯把单片机称为微控制器MCU(Microcontroller Unit)，智能仪表中的MCU用来实现各种测量和功能，组成智能仪表的嵌入式微控制系统。键盘与显示器是嵌入式微控制系统常用的人-机界面，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。

由于现场仪表工作在工业现场，要求密封性好，仪表表面安装玻璃面板，通过玻璃面板看清数字显示和进行密封。而通常的键盘一般由按键或薄膜开关组成，安装在仪表表面，用导线与MCU的I/O接口连接，影响了现场仪表密封性。

实用新型内容：

本实用新型针对上述现有智能仪表在键盘设计上所存在的不足，而提供一种能够克服由通常按键或薄膜开关组成的现场控制仪表键盘，使仪表密封性变差的缺陷的嵌入式微控制器非编码键盘，特别适用于工作在工业现场的现场控制仪表。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案：

船用智能仪表的非编码键盘，该键盘主要有霍尔器件组成，所述霍尔器件按磁性原理组成键盘，将接收到的键信号经处理后传输至智能仪表的MCU进行进一步处理。

该霍尔器件为开关型霍尔器件，是一种基于霍尔效应的磁传感器。

所述霍尔器件安置在仪表内部，与一小永久磁铁笔配合使用。

根据上述技术方案得到的本实用新型改变通常按键或薄膜开关需直接触动开关产生开关状态信号，可安装在仪表内部，保证了仪表的密封；克服由通常按键或薄膜开关组成的现场控制仪表键盘的缺点。其具有以下优点：使用方便、密封性好、实用性广、工作可靠，这对于要求密封的智能仪表非常有用。本实用新型还具有结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高(可达1MHz)，耐震动，工作电压范围宽，价格便宜，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀，同时其具有很好的抗干扰性。

附图说明：

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1为本实用新型中集成开关型霍尔传感器结构示意图。

图2为本实用新型中开关型霍尔传感器工作特性图。

图3为本实用新型中开关型霍尔传感器与MCU接口电路图。

具体实施方式：

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

现有智能仪表的键盘一般由按键或薄膜开关组成，安装在仪表表面，用导线与MCU的I/O接口连接，影响了现场仪表密封性。

本实用新型按磁性原理组成的键盘，改变通常按键或薄膜开关需直接触动开关产生开关状态信号，可安装在仪表内部，保证了仪表的密封。同时由于霍尔传感器具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高(可达1MHz)，耐震动，工作电压范围宽，价格便宜，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀，加上集成霍尔开关集成电路的工作特性的滞迟性，进一步提高抗干扰，特别适用于船舶智能化控制仪表。

所以本实用新型采用霍尔器件来设计成智能仪表的非编码键盘，本实用新型采用霍尔器件是一种基于霍尔效应的磁传感器，按照霍尔器件的功能可将它们分为：霍尔线性器件和霍尔开关器件，前者输出模拟量，后者输出数字量。

本实用新型中，采用开关型霍尔器件。霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高(可达μm级)。取用了各种补偿和保护措施的霍尔器件的工作温度范围宽，可达-55℃～150℃。

本实用新型可采用如图1所示OH3144E/L集成霍尔开关集成电路，它是由霍尔电压发生器、差分放大器、史密特触发器，温度补偿电路和集电极开路的输出级组成的磁敏传感电路。

该电路的工作特性如图2所示，其输入为磁感应强度，输出是一个数字电压讯号，它的工作特性的滞迟性，利用来提高抗干扰。

基于上述原理具体实施时，可采用如图3所示的接口电路，在设计时，霍尔传感器安装在印刷电路板上贴近仪表玻璃面板内側，4个霍尔传感器根据仪表需要分别用作：功能选择、数值增加、数值减小和确认键。这个4个霍尔传感器分别通过电路接入电源，同时通过三态缓冲器74LS244与MCU连接。