[发明专利]一种基于ARM的键盘电阻检测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测成品计算机键盘的测试系统，对成品计算机键盘的接触电阻进行检测。

背景技术

随着计算机应用的普及，键盘在加工过程中由于原料质量、印刷导线或触点接触性能不佳等原因会导致使用寿命过短和质量不合格，快速高效的键盘检测技术可以判断键盘制作工艺的疏漏，大大降低键盘出厂的不合格率。

目前的键盘测试系统只能通过电脑程序检测成品键盘的断键、串键问题，而无法检测出键盘的按键质量隐患，且测试程序的测试通用性差，无法测试其它类型的键盘。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种快速扫描和精确测量键盘按键阻值的基于ARM的键盘电阻检测系统。

本发明的另一目的是提供其检测方法，通过电阻值的大小判断键盘的串键、断键、键短路、接触不良等问题，有效检测出键盘触点的接触质量。

本发明基于ARM的键盘电阻检测系统采用的技术方案是：由硬件部分和软件部分组成，硬件部分包括待测键盘和ARM芯片，ARM芯片的输出经USB接口连接PC机，待测键盘连接阵列开关，阵列开关分别连接恒流源、电压比较器、放大器和ARM芯片；放大器通过A/D转换器连接ARM芯片，电压比较器连接ARM芯片；基准电压源分别连接恒流源、电压比较器、A/D转换器以及电源，PC机提供的电源经USB接口连接电源；所述阵列开关的每一列开关由KI开关和KV开关组成，K工开关与恒流源相连接，KV开关分别连接放大器和电压比较器，

本发明基于ARM的键盘电阻检测方法是包括如下步骤：先是恒流源提供恒定电流给阵列开关，ARM芯片控制阵列开关将电流注入待测键盘中要测试的按键，通过阵列开关对待测键盘进行恒流扫描，电压比较器对恒流源的输出进行判断，若输出为开环则待测键盘有按键按下；按键的电压差通过放大器放大信号后由A/D转换器转换后发送给ARM芯片进行运算处理，ARM芯片检测到有按键按下后启动A/D转换器；接着采用四线法电阻测试方法检测按键接触电阻两端电压，由ARM芯片运算后得出电阻值并将该电阻值和键坐标值进行编码后通过USB接口将信息发送至PC机；最后由软件部分创建一个虚拟键盘，该虚拟键盘接收到所述信息并提取该信息中包含的键坐标值的行列位置，通过映射得到虚拟键盘的位置信息；虚拟键盘将待测键盘的每个按键测试结果显示，根据按键的电阻值大小和键名是否一致判断按键是否合格。

本发明的有益效果是：

1、采用处理速度快、低功耗的的ARM芯片，提高了键盘的扫描速度和测试信息的处理速度，使键盘扫描速度大于20次/s，测试速度为2000次/s；不仅能检测出断键、串键，还能通过检测每个按键的接触电阻来判断键盘的质量和判断键盘制作工艺疏漏，检测的阻值精度达到0.5％，电阻采样速度在0.5ms以内，测试范围为1～1000Ω，系统功耗小于100mW。

2、采用虚拟键盘技术，准确定位每个按键，并在PC端显示被测按键的键值信息和电阻阻值，可动态创建和编辑虚拟键盘，最大扫描键盘容量为12行×18列。可自定义测试规则，在模拟用户实际应用情况下测试，具有非常高的实用价值和参考价值。

3、当测试新型号键盘时，只需按步骤创建而无需再对软件本身进行修改，创建后的键盘数据可以保存入数据库，具有良好的可扩展性和通用性。

附图说明

图1是本发明硬件结构连接图。

图2是图1中采用四线法测电阻的电路连接图。

图3是本发明软件控制图。

图4是虚拟键盘示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明由硬件部分和软件部分组成。其中，硬件部分的待测键盘1连接高速的阵列开关2，阵列开关2分别连接恒流源3、电压比较器5、放大器6和ARM芯片8。放大器6通过A/D转换器7连接ARM芯片8。电压比较器5连接ARM芯片8。基准电压源4提供2.5V的基准电压并且分别连接恒流源3、电压比较器5、A/D转换器7以及电源10。ARM芯片8的输出经USB接口9后连接PC机11，PC机11经USB接口9连接电源10。

阵列开关2使用74系列模拟开关，切换速度在100ns以内。恒流源3使用高速单运放搭建，响应时间可达10μs。恒流源3提供0.5mA的恒定电流给阵列开关2，通过阵列开关2对待测键盘1进行恒流扫描。电压比较器5可对恒流源3的输出进行监视，判断恒流源3的输出是否开环，如果输出开环则表明待测键盘1有按键按下。