专利名称：用于火灾报警控制器的分时复用键盘显示扫描电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于火灾报警控制器的分时复用键盘显示扫描电路。
背景技术：
随着国家经济的高速发展，建筑物的规模日趋庞大，火灾自动报警系统渐趋复杂， 系统中需要控制的联动设备也越来越多。为了确保设备可靠运行，一般都要在火灾自动报警控制器中对每一个联动设分别设置一个按键和两个状态指示灯，按键用于控制其启动和停止，指示灯用于指示设备状态。大型火灾自动报警系统中，此类按键都能达到上千个，指示灯更高达两三千只。现在火灾自动报警控制器采用的键盘显示电路主要有两种并口型专用芯片和串口型专用芯片。并口型专用芯片如INTEL 8279电路，此电路用法简单，但电路自身体积大，占用CPU硬件资源较多，且外围还需要有译码器、驱动器等相关电路配合工作，整个电路实现起来比较庞杂，占用空间大，成本高。串口型专用芯片如BC7^1、ZLG7290等电路， 电路用法复杂，软件代码量大，占用CPU资源较多，且外围还需要有移位寄存器、驱动器等电路配合工作，整个电路实现起来比较庞杂，占用空间大，成本高。
发明内容
本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种用于火灾报警控制器的分时复用键盘显示扫描电路，以解决现有键盘显示电路占用CPU资源多、体积大且成本
高等问题。本发明为解决技术问题采用以下技术方案。用于火灾报警控制器的分时复用键盘显示扫描电路，其结构特点是，包括主控电路、键盘扫描电路、显示扫描电路和通信电路；所述键盘扫描电路、显示扫描电路和通信电路均与所述主控电路相连接；键盘扫描电路，用于获取键盘按下和弹起信号，并将获得的信号传送给主控电路；显示扫描电路，用于获取主控电路的控制信号，并根据该控制信号控制LED指示灯的开关；通信电路，用于主控电路与上位机之间的通信，接收上位机发送的外部显示信息， 将检测到的按键键值发送给上位机；主控电路，用于接收键盘扫描电路、显示扫描电路和通信电路发送的信号，并将产生的控制信号发送给键盘扫描电路、显示扫描电路和通信电路。本发明的用于火灾报警控制器的分时复用键盘显示扫描电路的结构特点也在于所述主控电路包括单片机D1、电阻R5 R12、电阻R18、电容C7、电容C8、电容C10、 晶体Gl和地址跳线X3 ；所述电容C7、电容C8和晶体Gl组成一个时钟振荡电路，为单片机Dl提供时钟信号；电阻R18和电容ClO组成一个上电复位电路，为单片机提供复位信号；地址跳线X3用于配置主控电路的通信地址；电阻R5 R12构成一个上拉电路，用于增强单片机Dl的PO 口驱动能力；单片机Dl通过PO 口、Pl 口、P2 口控制键盘扫描电路和显示扫描电路，实现管理键盘矩阵和LED矩阵的功能。所述键盘扫描电路包括电阻R16 R23、电阻R43 R50、二极管VU8 V135、总线驱动器D3、总线驱动器D4和键盘矩阵SO S63 ；总线驱动器D3、D4与显示扫描电路共用。电阻R16 R23是下拉电阻，用于确定在没有按被按下时，单片机Dl通过PO 口读取的都是低电平；电阻R16 R23还与电阻R43 R50组成一个分压电路，其分压比确保在有键被按下时，单片机Dl读取的是高电平；二极管VU8 V135组成一个防按键短路电路，当同一列的两个键同时按下时，防止其对应的行扫描线短路；总线驱动器D3分时工作在两种状态下输入和输出，其工作方式的切换由单片机Dl控制；在键盘扫描时段，总线驱动器D3 工作于输入状态，单片机Dl通过总线驱动器D4输出按键的行扫描信号，通过总线驱动器D3 读取按键状态；64个按键SO S63排列成每行8个按键，一共有8行，构成一个8X8的键盘矩阵。所述显示扫描电路包括电阻R27 R42、总线驱动器D3、总线驱动器D4、总线驱动器D5和LED矩阵；其中总线驱动器D3、D4与键盘扫描电路共用。电阻R27 R42是16只限流电阻，用于限制LED点亮时的电流，防止总线驱动器因电流过大损坏；总线驱动器D3在显示扫描时段工作于输出状态，总线驱动器D3的BO B7脚依次输出高电平，循环2遍；总线驱动器D4和总线驱动器D5依次输出信息码，总线驱动器D4输出信息码时，总线驱动器 D5输出全为高电平，总线驱动器D5依次输出信息码，总线驱动器D4输出全为高电平；1 只LED指示灯排列成每行8个LED指示灯，一共有16行，构成一个16 X 8的LED矩阵。所述通信电路包括电阻Rl R4、串口收发器D2、连接器XI、跳线器)(5 ；串口收发器D2用于串口数据的收发及数据电平的转换；电阻Rl是一个上拉电阻，串口收发器D2的 /RE端平时处于低电平状态，使串口收发器D2工作在接收状态；当需要发送数据时，串口收发器D2的/RE端要转为高电平状态，上拉电阻Rl可提供上拉驱动电流，加速串口收发器工作状态的切换；电阻R2和电阻R3是两个限流电阻，用于防止通信线短路烧坏串口收发器； 电阻R4、跳线器)(5是一个终端匹配电阻选择电路，用于信号传输线匹配，防止信号反射。与已有技术相比，本发明有益效果体现在本发明的分时复用键盘显示扫描电路，包括主控电路、键盘扫描电路、显示扫描电路和通信电路。主控电路与键盘扫描电路相连，管理64个按键，实现判断按键按下、弹起和按键去抖动功能；主控电路与显示扫描电路相连，管理1 个LED指示灯，实现开关LED指示灯功能；主控电路与通信电路相连，完成接收外部显示信息、发送按键键值功能。本发明的分时复用键盘显示扫描电路，具备同时管理64个按键和1 个LED指示灯或16个8位数码管的功能，具有用法简单、体积小、成本低、占用CPU资源少等特点。
图1为本发明的分时复用键盘显示扫描电路的原理框图。图2为本发明的分时复用键盘显示扫描电路的主控电路的结构图。图3和图4为本发明的分时复用键盘显示扫描电路的键盘扫描电路和显示扫描电路的结构图。图5为本发明的分时复用键盘显示扫描电路的通信电路的结构图。以下通过具体实施方式
，并结合附图对本发明作进一步说明。
具体实施例方式参见图1，用于火灾报警控制器的分时复用键盘显示扫描电路，包括主控电路、键盘扫描电路、显示扫描电路和通信电路；所述键盘扫描电路、显示扫描电路和通信电路均与所述主控电路相连接；键盘扫描电路，用于获取键盘按下和弹起信号，并将获得的信号传送给主控电路；显示扫描电路，用于获取主控电路的控制信号，并根据该控制信号控制LED指示灯的开关；通信电路，用于主控电路与上位机之间的通信，接收上位机发送的外部显示信息， 将检测到的按键键值发送给上位机；主控电路，用于接收键盘扫描电路、显示扫描电路和通信电路发送的信号，并将产生的控制信号发送给键盘扫描电路、显示扫描电路和通信电路。如图2，所述主控电路包括单片机Dl、电阻R5 R12、电阻R18、电容C7、电容C8、 电容C10、晶体Gl和地址跳线X3 ；所述电容C7、电容C8和晶体Gl组成一个时钟振荡电路， 为单片机Dl提供时钟信号；电阻R18和电容ClO组成一个上电复位电路，为单片机提供复位信号；地址跳线X3用于配置主控电路的通信地址；电阻R5 R12构成一个上拉电路，用于增强单片机Dl的PO 口驱动能力；单片机Dl通过PO 口、Pl 口、P2 口控制键盘扫描电路和显示扫描电路，实现管理键盘矩阵和LED矩阵的功能。如图3和图4，所述键盘扫描电路包括电阻R16 R23、电阻R43 R50、二极管 V128 V135、总线驱动器D3、总线驱动器D4和键盘矩阵SO S63 ；总线驱动器D3、D4与显示扫描电路共用。电阻R16 R23是下拉电阻，用于确定在没有按被按下时，单片机Dl通过 PO 口读取的都是低电平；电阻R16 R23还与电阻R43 R50组成一个分压电路，其分压比确保在有键被按下时，单片机Dl读取的是高电平；二极管VU8 V135组成一个防按键短路电路，当同一列的两个键同时按下时，防止其对应的行扫描线短路；总线驱动器D3分时工作在两种状态下输入和输出，其工作方式的切换由单片机Dl控制；在键盘扫描时段， 总线驱动器D3工作于输入状态，单片机Dl通过总线驱动器D4输出按键的行扫描信号，通过总线驱动器D3读取按键状态；64个按键SO S63排列成每行8个按键，一共有8行，构成一个8X8的键盘矩阵。如图3和图4，所述显示扫描电路包括电阻R27 R42、总线驱动器D3、总线驱动器 D4、总线驱动器D5和LED矩阵；其中总线驱动器D3、D4与键盘扫描电路共用。电阻R27 R42是16只限流电阻，用于限制LED点亮时的电流，防止总线驱动器因电流过大损坏；总线驱动器D3在显示扫描时段工作于输出状态，总线驱动器D3的BO B7脚依次输出高电平， 循环2遍；总线驱动器D4和总线驱动器D5依次输出信息码，总线驱动器D4输出信息码时， 总线驱动器D5输出全为高电平，总线驱动器D5依次输出信息码，总线驱动器D4输出全为高电平；1 只LED指示灯排列成每行8个LED指示灯，一共有16行，构成一个16 X 8的LED矩阵。如图5，所述通信电路包括电阻Rl R4、串口收发器D2、连接器XI、跳线器)(5 ；串口收发器D2用于串口数据的收发及数据电平的转换；电阻Rl是一个上拉电阻，串口收发器 D2的/RE端平时处于低电平状态，使串口收发器D2工作在接收状态；当需要发送数据时， 串口收发器D2的/RE端要转为高电平状态，上拉电阻Rl可提供上拉驱动电流，加速串口收发器工作状态的切换；电阻R2和电阻R3是两个限流电阻，用于防止通信线短路烧坏串口收发器；电阻R4、跳线器)(5是一个终端匹配电阻选择电路，用于信号传输线匹配，防止信号反射。本发明的分时复用键盘显示扫描电路的工作流程为主控电路通过通信电路与上位机通信，接收指示灯状态信息、发送按键的键值。主控电路分时轮流访问键盘扫描电路和显示扫描电路，键盘扫描电路和显示扫描电路中的部分电路是复用的，在访问键盘扫描电路阶段，其属于键盘扫描电路；在访问显示扫描电路阶段，其属于显示扫描电路。键盘矩阵扫描过程为主控电路首先控制键盘扫描电路工作在输入状态，通过显示扫描电路输出键盘矩阵8条行扫描线全为高电平，主控电路读取键盘矩阵8条列扫描线， 如全为低电平，表示无按键被按下，如有高电平，则表示有按键被按下。如有高电平，仅表示有按键被按下，具体是哪个键还不知道，此时需要进行下一轮扫描工作。主控电路控制键盘矩阵行扫描线每次只有一行输出高电平，8条行扫描线轮流输出，每输出一次高电平，主控电路就读取一次键盘矩阵8条列扫描线，从而判断出被按下按键的位号。LED矩阵扫描过程为主控电路首先控制键盘扫描电路工作在输出状态，通过键盘扫描电路输出LED矩阵的列扫描线，每次只有一列输出高电平，主控电路通过显示扫描电路输出该列对应的信息码(8位)，点亮相应的LED指示灯。8条列扫描线轮流输出，循环 2遍，从而完成对128个LED指示灯的刷新。虽然本发明已依据较佳实施例在上文中加以说明，但这并不表示本发明的范围只局限于上述的结构，只要被本的发明权利要求所覆盖的结构均在保护范围之内。本技术领域的技术人员在阅读上述的说明后可很容易地发展出的等效替代结构，在不脱离本发明之精神与范围下所作之均等变化与修饰，皆应涵盖于本发明保护范围之内。
权利要求
1.用于火灾报警控制器的分时复用键盘显示扫描电路，其特征是，包括主控电路、键盘扫描电路、显示扫描电路和通信电路；所述键盘扫描电路、显示扫描电路和通信电路均与所述主控电路相连接；键盘扫描电路，用于获取键盘按下和弹起信号，并将获得的信号传送给主控电路；显示扫描电路，用于获取主控电路的控制信号，并根据该控制信号控制LED指示灯的开关；通信电路，用于主控电路与上位机之间的通信，接收上位机发送的外部显示信息，将检测到的按键键值发送给上位机；主控电路，用于接收键盘扫描电路、显示扫描电路和通信电路发送的信号，并将产生的控制信号发送给键盘扫描电路、显示扫描电路和通信电路。
2.根据权利要求1所述的分时复用键盘显示扫描电路，其特征是，所述主控电路包括单片机D1、电阻R5 R12、电阻R18、电容C7、电容C8、电容C10、晶体Gl和地址跳线X3 ；所述电容C7、电容C8和晶体Gl组成一个时钟振荡电路，为单片机Dl提供时钟信号；电阻R18 和电容ClO组成一个上电复位电路，为单片机提供复位信号；地址跳线X3用于配置主控电路的通信地址；电阻R5 R12构成一个上拉电路，用于增强单片机Dl的PO 口驱动能力；单片机Dl通过PO 口、Pl 口、P2 口控制键盘扫描电路和显示扫描电路，实现管理键盘矩阵和 LED矩阵的功能。
3.根据权利要求1所述的分时复用键盘显示扫描电路，其特征是，所述键盘扫描电路包括电阻R16 R23、电阻R43 R50、二极管VU8 V135、总线驱动器D3、总线驱动器D4 和键盘矩阵SO S63 ；电阻R16 R23是下拉电阻，用于确定在没有按被按下时，单片机 Dl通过PO 口读取的都是低电平；电阻R16 R23还与电阻R43 R50组成一个分压电路， 其分压比确保在有键被按下时，单片机Dl读取的是高电平；二极管VU8 V135组成一个防按键短路电路，当同一列的两个键同时按下时，防止其对应的行扫描线短路；总线驱动器 D3分时工作在两种状态下输入和输出，其工作方式的切换由单片机Dl控制；在键盘扫描时段，总线驱动器D3工作于输入状态，单片机Dl通过总线驱动器D4输出按键的行扫描信号，通过总线驱动器D3读取按键状态；64个按键SO S63排列成每行8个按键，一共有8 行，构成一个8X8的键盘矩阵。
4.根据权利要求1所述的分时复用键盘显示扫描电路，其特征是，所述显示扫描电路包括电阻R27 R42、总线驱动器D3、总线驱动器D4、总线驱动器D5和LED矩阵；电阻R27 R42是16只限流电阻，用于限制LED点亮时的电流，防止总线驱动器因电流过大损坏；总线驱动器D3在显示扫描时段工作于输出状态，总线驱动器D3的BO B7脚依次输出高电平， 循环2遍；总线驱动器D4和总线驱动器D5依次输出信息码，总线驱动器D4输出信息码时， 总线驱动器D5输出全为高电平，总线驱动器D5依次输出信息码，总线驱动器D4输出全为高电平；1 只LED指示灯排列成每行8个LED指示灯，一共有16行，构成一个16 X 8的LED 矩阵。
5.根据权利要求1所述的分时复用键盘显示扫描电路，其特征是，所述通信电路包括电阻Rl R4、串口收发器D2、连接器XI、跳线器)(5 ；串口收发器D2用于串口数据的收发及数据电平的转换；电阻Rl是一个上拉电阻，串口收发器D2的/RE端平时处于低电平状态， 使串口收发器D2工作在接收状态；当需要发送数据时，串口收发器D2的/RE端要转为高电平状态，上拉电阻IU可提供上拉驱动电流，加速串口收发器工作状态的切换；电阻R2和电阻R3是两个限流电阻，用于防止通信线短路烧坏串口收发器；电阻R4、跳线器)(5是一个终端匹配电阻选择电路，用于信号传输线匹配，防止信号反射。
全文摘要
本发明公开了一种用于火灾报警控制器的分时复用键盘显示扫描电路，包括主控电路、键盘扫描电路、显示扫描电路和通信电路；所述键盘扫描电路、显示扫描电路和通信电路均与所述主控电路相连接。本发明的用于火灾报警控制器的分时复用键盘显示扫描电路，具有用法简单、体积小、成本低、占用CPU资源少等特点。
文档编号H03M11/20GK102523003SQ201110421160
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者单夫来, 孙峻岭, 李鹏, 翁斌, 黄岭 申请人:蚌埠依爱消防电子有限责任公司