专利名称：定位定向系统检测仪矩阵键盘的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种定位定向系统检测仪的输入设备，尤其是适合重量和体积受到一定限制的检测仪设备的外接矩阵键盘，用尽可能少的按键实现其所有功能。
背景技术：
车辆导航系统是一种自主式惯性导航系统，惯性导航是现代武器装备中不可或缺的一种导航手段，因为它属于自主式导航，只依赖于自身惯性敏感元件相对惯性参考系的输出，不需要任何外界信息，不受自然或人为干扰，因而受到军事部门的青睐，被大量装备在各种武器系统中。它依靠惯性技术实现对自身位置的确定，以及距各目标点的最佳航线， 由于现代战争所要求的机动性、快速性及灵活性，其配套输入设备亦被提出了小型化，功能化，专用化等特别的要求。作为专用的检测设备，要求检测仪在车载定位定向导航系统需要检测、维修的任何时间和地点都能够方便地与导航系统对接并进行性能测试和故障诊断。因此检测仪必须具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、便于携带等特点，能在各种恶劣环境特别是野外环境下使用。作为定位定向系统检测仪的输入设备也就要求就有更高的便携性和可靠性。目前，公知的键盘就是普通PC上的标准键盘，体积相对较大，因此对检测仪的操作不能通过标准键盘来完成，也无法使用鼠标，同时为了实现导航定位的需要，还要求提供几个必要的导航、寻北等功能键。
发明内容
为了克服传统标准键盘体积相对较大的缺陷而又要保证实现其所有功能，本发明提出了一种专用的外接矩阵键盘。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是定位定向系统检测仪矩阵键盘，采用M个按键实现对定位定向系统故障诊断的操作需求，节省空间，增强了检测仪的便携性。其特征是采用M个按键，包括“测漂、寻北、导航、标定、装订、自检”等6个特殊功能键，两个亮度控制键，12个数字/控制键，一个切换键，一个确认键，一个退出键，一个符号键，一个删除键，一个复位键；数字键盘在num键功能未启动时可做方向键使用，num功能启动后即可正常输入数据；通过译码板将按键信号转换成windows XP操作系统可以识别的代码，直接连到PC104计算机板的键盘端口上。外接键盘的按键信号在进入计算机之前必须通过键盘译码电路转换成计算机能够识别的信号，检测仪的键盘译码电路以KB-ADP万用键盘接口芯片为核心构建而成，它将行列矩阵编码成标准键盘接口时序信号，可直接联结在PC/104CPU模块的键盘接口上，应用程序可将其作为标准键盘对待。本发明的有益效果是，通过外接矩阵键盘保证了检测仪的便携性和可靠性，进而保证了能够方便地与车载定位定向导航系统对接并进行性能测试和故障诊断。
图1显示键盘电路原理图；图2显示键盘译码电路的原理图；图3显示检测仪的外形图。
具体实施例方式图1中矩阵键盘是由4条I/O线作为行线，6条I/O线作为列线组成的，在行线和列线的每一个交叉点上设置一个按键，节省I/O 口，这样键盘中的按键个数为4X6，其工作原理是行线通过上拉电阻接到5v电源上，无按键行线处于高电平，有键按下，行线电平状态将由与此行线相连的列线电平决定，列线电平为低，则行线电平为低；列线电平为高，则行线电平为高。图2中在标准键盘中，每个键所对应的键值可以用一个行扫描码和一个列扫描码唯一对应，该芯片就是利用这种对应关系，将用户自定义的按键看作是某一行扫描码L1-L8 和一列扫描码C1-C13的结合。如键盘上的“K”键，对应的行扫描码为L8，对应的列扫描码为C13，在使用中，只需将L8与C13短路即可对应键盘的“K”键按下的状态，用此对应关系， 能将用户自定义的按键转化成标准键盘对应的键值，并将此键值传递给PC104，的标准键盘接口，其中Jl插头可用一电缆与PC104板的键盘接口相连，将用户定义的键值传递给CPU。本键盘的实质是将本检测仪中所用到的按键组成一个键盘，安装在检测仪的面板上使用，由KB-ADP万用键盘接口芯片制作成键盘接口板，按照系统需求将所需按键扩展到面板上，并将各按键的信号线连接到KB-ADP型万用键盘接口芯片上。KB-ADP II型万用键盘的数据接口和PC104的PS/2 口的键盘信号线相连，优化键盘将行列矩阵编码成为标准键盘接口时序信号由KB-ADP型万用键盘数据接口输出到工控机的PS/2端口，达到键盘扩展和优化的作用。应用程序可将其作为标准键盘，只是按键按照本检测仪的需求作了删减以方便检测仪面板的设计和布局。PS/2接口定义中K-代表Keyboard键盘，K-DAT表示键盘数据信号引脚，K-CLK表示键盘时钟信号引脚，VDD为+5V，GND为地。在键盘设计中，将KB-ADP的K-CLK、K-DAT、VCC、GND信号引脚分别连接到PC104上 PS/2端口的K-CLK、K-DAT、VCC、GND引脚。键盘的扩展中需要将本测试仪所有用到的按键连接到面板，而按键的编码是按照标准键盘的定义来设置，即将标准键盘编码定义的按键连接各按键信号引脚。在优化键盘设计中，按照系统需求和用户要求，只需要使用如图3中的按键就可以完成主要工作，无需扩展标准键盘也能够保证正常完成各个程序。在检测仪面板上固定所需的按键，并将各按键的信号端引脚按照标准键盘行列矩阵编码所示的行列位置，分别连接到万用键盘接口卡上对应的行列引脚。其中最后一行自左向右分别对应标准键盘F1-F6。矩阵键盘数字键在num键的两种状态下可完成基本的数据输入和方向控制工作， 当按下“测漂、寻北、导航、标定、装订、自检”这6个功能键分别对应导航系统的特别功能: 检测陀螺漂移误差，载体的真北方向值显示，目标位置行驶导航，标定装置进行测量得到控制点坐标，导航信息装订和初始程序的自我检测。
权利要求
1.一种矩阵键盘，用于定位定向系统检测仪，该矩阵键盘包括6个特殊功能键，具体为测漂键、寻北键、导航键、标定键、装订键、自检键；两个亮度控制键；12个数字/控制键， 包括0-9十个数字键、一数字切换num键、一个符号键；一确认键；一退出键；一删除键；一复位键；数字键盘在该数字切换ruim键功能未启动时可做方向键使用，该数字切换num键功能启动后能正常输入数据，通过译码板将按键信号转换成windows操作系统可以识别的代码，直接连到计算机板的键盘端口上。
2.根据权利要求1所述的矩阵键盘，其特征在于，每个按键后都安装电致发光管。
3.根据权利要求1所述的矩阵键盘，其特征在于，所述矩阵键盘由4条I/O线作为行线，6条I/O线作为列线组成。
4.根据权利要求3所述的矩阵键盘，其特征在于，在行线和列线的每一个交叉点上设置一个按键，这样键盘中的按键个数为4X6，键盘译码芯片不断对电路进行逐行、列线扫描，在交叉点处有键按下时，将读入的输入按键行列矩阵编码转换成标准键盘接口时序信号，通过串行I/O线路传输到计算机。
5.根据权利要求4所述的矩阵键盘，其特征在于，所述键盘译码芯片是KB-ADP万用键盘接口芯片。
6.根据权利要求1-5所述的矩阵键盘，其特征在于，“测漂、寻北、导航、标定、装订、自检”这6个功能键分别对应导航系统的特别功能检测陀螺漂移误差，载体的真北方向值显示，目标位置行驶导航，标定装置进行测量得到控制点坐标，导航信息装订，和初始程序的自我检测。
7.根据权利要求1-5所述的矩阵键盘，其特征在于，键盘外壳采用合金材料，按键采用工程塑料。
全文摘要
本发明公开了一种定位定向系统检测仪的矩阵键盘，该矩阵键盘包括6个特殊功能键，具体为测漂键、寻北键、导航键、标定键、装订键、自检键；两个亮度控制键；12个数字/控制键，包括0-9十个数字键、一数字切换num键、一个符号键；一确认键；一退出键；一删除键；一复位键；数字键盘在该数字切换num键功能未启动时可做方向键使用，该数字切换num键功能启动后即可正常输入数据，通过译码板将按键信号转换成windows XP操作系统可以识别的代码，直接连到PC104计算机板的键盘端口上。通过外接该矩阵键盘保证了检测仪的便携性和可靠性，进而保证了能够方便地与车载定位定向导航系统对接并进行性能测试和故障诊断。
文档编号G06F3/02GK102156542SQ20111000619
公开日2011年8月17日 申请日期2011年1月13日 优先权日2011年1月13日
发明者孙寿才, 徐建华, 李振华, 谢玲, 韩勇强 申请人:北京理工大学