[发明专利]单片机实时测控微计算机装置无效

专利信息
申请号: 89109349.4 申请日: 1989-12-14
公开(公告)号: CN1018391B 公开(公告)日: 1992-09-23
发明(设计)人: 晏磊;徐华 申请(专利权)人: 晏磊
主分类号: G06F15/02 分类号: G06F15/02
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 430074 湖北*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 单片机 实时 测控 计算机 装置
【说明书】:

发明涉及一种工业及家用小型计算机产品,由一块单片机芯片构成的微型计算机系统和带手掌滑动槽蝶形键结构的键盘,它特别适用于实时测控微型计算机系统。

现有单板机微型计算机系统中,CPU、PIO、ROM等分立,集成度低,对屏幕、打印机、键盘的控制均需分立的硬件进行控制,影响微机系统的可靠性,且成本高,维修复杂。诸如APPLE、IBM/PC等系统微机,相对于单片微机系统虽然功能齐全,但其硬件、软件庞大,成本高,用于在线测控装置需大量外围接口,难以在工业和家庭中普及。它们所使用的标准键盘,沿用国际流行的OWERTY键排列方式,操作时手掌空悬,使操作者易感疲劳。在各种实时控制系统中和使用汉字时,由于字符的使用频度分布发生了很大变化而影响了操作效率。

本发明的任务是提供一种由一块单片机(a    single-chip    microprocessor)芯片构成的通用在线测控装置。

本发明将根据以下原理及采取以下措施来实现。该微型计算机系统由一块单片机芯片实现中央处理功能及对键盘、显示屏幕、打印机的控制,键盘的键采用蝶形分布方式排列,且各手指击键区域可自动区分,键盘上有手掌滑动的装置,单片机系统的主电路板插在键盘的下层,与键盘构成一体以便提携。键盘的键头采用导电橡胶工艺,抽掉现键盘智能芯片,由单片机主机控制,单片机对键盘、显示屏幕、打印机采用分时操作的方法进行控制。根据用户需要,字符出现频度可按本发明提供的频度优先排列号依次对位,以实现键入的最高效率。该微型计算机系统由一块主电路板和输入、输出设备(包括键盘、显示屏幕、打印机)组成。主电路板上有一个单片机和单片机与外部设备的接口及提供给用户的扩充接口。

本发明的外形壳体分为两层如图一所示:下层①是主要电路板,为导轨式插取,上层②为键盘电路板,两板通过最近的垂直插头相接,上下可分离。壳体用聚氯乙烯材料,美观轻巧,壳板③面为稍倾斜的键盘板,利于操作员按键操作。②与③螺丝联接,④为通电指示灯,⑤为手工复位按钮,⑥为手提把。整个装置重量约1.4公斤,壳体左右两侧及后部有打印机、CRT、外部用户I/D插口或插孔。

本发明所公开的采用导电橡胶构成58个双功能键的标准键盘如图二所示。图二(b)(c)为单个导电橡胶电路图和键点印刷板图。键点以三叉对二叉形成。经实验知,以A=1计,当B=11/15,C=13/15,D=7/8的比例,(A为键点两端宽度,B为三叉短线宽度,C为三叉中心宽度,D为二叉宽度)再以碳膜工艺表面处理代替涂金工艺,电阻R取200Ω,二极管为普通2CP型,并唯独接81c55芯片,则按键可完全消除抖动现象引起的误判操作。这是因为当按键未全部按下去或按下去时间小于0.1秒时,总电阻大于600Ω,2CP的到地寄生电容与81c55接口并联的杂散电容很大,入端电阻亦大,形成一个0.1秒左右的延时,输出电压<1.5v,81c55无法接受,这时认为它们为抖动干扰,被81c55阻断。当键全按下时,按下时间一定大于0.2秒以上,这时导电橡胶电阻200Ω左右,总电阻<400Ω,导通电流大,2CP寄生电容效应明显下降,输给81c55信号延时<0.01秒,电平>3v(伏),81c55完全可以接 受,另外,二极管2CP阻挡了计算机系统所存在干扰经81c55对它的反输入误动作。这样,采用导电橡胶工艺和一系列硬件设计工艺,从根本上解决了机械弹簧式键抖动问题,寿命达100万次以上,手感好、轻、成本低,比机械弹簧式各项指标都要高得多。本发明在实践基础上根据大小不同手型结构特点形成的键盘表面如图二(a)所示。图中1为手掌滑动槽,手掌可长期放于其上,根据击键变化,手掌在此槽内略微上下滑动即可,手不易疲劳。根据五指手形生理特点,键排列设计成蝶形结构,将左右手工作自动分于两个区域,互不影响。四角棱形“1”“2”“3”“4”为食指、中指、无名指、小指的四个基本键位,平时手指总放于其上,“空格”键及回车键“”分别为左、右拇指的基本键位。根据各键相对蝶形轨道上处于中间、偏上、中间及偏下的特征,就自然提示操作者依据手形决定四指按键所应分担的区域,而紧挨拇指基本键位的上、下各一键为拇指按键所应分担的区域。此种键盘将十个阿拉伯数字和最常用的空格、回车键固定于最下端。余下42个键分两边排列,各21个,它们由手感统计分析,依次以最佳按键位置顺序列出,左右完全对称,顺序号如图二(a)所示。本发明键盘未用单独的微机处理器控制,而是直接引出电缆,由主电路板CPU控制,便于单片机统一管理,减少键盘电路板面积和成本。

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