专利名称:一种用于单板(片)机与袖珍计算机连接的接口装置的制作方法
本发明属于单板(片)机与袖珍计算器连接的接口装置。
在测量技术中，常常要将所要测量的物理量转变成电量，再经模数转换、计算而得出需要的数据。这个过程，如用电子计算机或微型电脑来进行，自然不是困难的事。但是，电子计算机或微型电脑的价钱昂贵。因此，在许多计算速度要求不高，但计算精度要求较高、而函数关系固定的场合，人们希望使用价格便宜的袖珍计算器和单板(片)机配上适当的接口电路来作为运算器。众所周知，袖珍计算器对诸如三角函数、对数及其他一些函数运算十分方便。而单板(片)机能编程，具有存储数据进行逻辑运算的功能，並能够通过模数转换装置对模拟量进行自动检测。但是对即便是十分简单的函数运算也要编十分冗长的程序。因此，在函数运算较多的情况下使用十分不便，甚至不可能。如能将袖珍计算器与单板(片)机配合起来，取长补短，就会给工程技术人员在进行测量和数据处理时带来很大的方便。实现这种配合，其关键在于必须设计出一种合适的接口电路，用开关代替计算器的按键，然后用单板(片)机的输出口控制这些开关，从而实现按键的接通与断开自动化。在本发明做出之前，能实现这种功能的技术方案一般有两种一种是以干簧继电器开关电路代替袖珍计算器的按键，这些接口电路，易受电磁干扰，工作不可靠，而且体积大，需要放大器作驱动电路，因而功耗大，成本高。另一种是利用场效应管开关电路来代替袖珍计算器的按键，例如我国《电子技术应用》杂志1982年第12期中《袖珍计算器在工业上的应用》一文所介绍的例子就是其代表，采用这种接口电路，由于其共地问题未能解决，因此，每代换计算器的一个按键，就要使用一个场效应管，而且还要增加由译码器与逻辑元件所组成的辅助电路，对于有几十个按键的函数型袖珍计算器来说，就相应要使用几十个场效应管和用许多个译码器以及逻辑元件组成的复杂接口电路，使得造价很高，而且场效应管十分娇气，极易损坏，使焊接和使用都很不方便。发明人曾通过广东省科技情报研究所的联机检索中心，检索美国的DIALOG系统的世界专利文档中1963年～1985年4月的专利文献，未发现有与本发明相同的记载。
本发明的目的在于制造一种所用元件少，成本低而工作可靠接口装置，用之以方便地实现袖珍计算器与单板(片)机的连接。
本发明的要点在于a)用小功率硅二极管作开关元件构成开关电路，用之于袖珍计算器按键中的高电平(3V)引线与单片机PIO口之间的连接。其电路如附图1所示，电路中，硅二极管D的负极接单板(片)机的PIO口，其正极可通过一个电阻值小于200kΩ的电阻R1与袖珍计算器按键的高电平引线相连接。
b)用小功率硅三极管作开关元件，与两个分压电阻构成开关电路实现袖珍计算器按键中的低电平(OV)引线与单板(片)机PIO口之间的连接，其电路如图2所示。图中BG为硅三极管，R2和R3为分压电阻。计算器按键中的低电平，引线通过硅三极管BG接共地端(单板(片)机电的OV电源)，例如NPN型硅三极管的集电极接计算器按键中的低电平引线，发射极接共地端，而硅三极管的基极与分压电阻R2、R3並接，R2的另一端与一5V电源相接，而R3的另一端则与单板(片)机的PIO口相连。
c)用上述开关电路取代了袖珍计算器中的按键后，为了使开关具有模仿人手按键及松键的功能，单板(片)机每送一个信号(数字、符号等键的代码)的输送程序应按顺序包括以下程序段(1)置PIO的A、B口为输出口，(2)送信号至A、B口(模仿按键动作)，(3)保持信号不少于20毫秒，(4)置PIO口的A，B口为高阻态(即置A、B口为输入口)，模仿松键的动作，(5)保持A、B口的高阻态不少于60毫秒。
实施本发明时，可将上述两种开关电路组成接口电路，而接口电路可装于一块电路板上，电路中与计算器的接口的引线可接于电路板一侧的插脚上，电路中与单板(片)机PIO口接口的引线可接在电路板另一侧的插脚上。附图3即为这种接口装置的示意图。图中〔1〕为电路板，〔2〕为与计算器接口的插脚，〔3〕为与单板(片)机接口的插脚。使用时，只要将它插入其引线分别与计算器按键引线和单板(片)机PIO口相接的插座中即可。对于只有一个PIO口的单板机，因上述电路已占用了一个PIO口，如另外还需用PIO口的话，可再扩展一个PIO口。
附图4为一个有55个按键的袖珍计算器的按键矩阵示意图。图中P1～P5为低电平引线，P6～P16为高电平引线。
附图5为本发明用于有55个按键的袖珍计算器与TP801单板机连接的实施例的接口电路图。图中的硅二极管开关电路中，硅二极管为2CP8，11个二极管的负极端分别与TP801的PIO口中的A0～A7及B口的B5～B7相连接。二极管的正极端通过电阻值为2kΩ的分压电阻分别与计算器按键中的高电平引线P6～P16相连接。图中的硅三极管开关电路中，硅三极管为AIE178(日本产)，5个硅三极管的集电极分别与计算器按键中的低电平引线P1～P5相连接，发射极均接共地端(单板机OV电源)。基极均是与电阻值分别为15kΩ和4.7kΩ的分压电阻並接，5个4.7kΩ的分压电阻的另一端分别接单板(片)机的PIO口中的B口的B0～B4，5个15kΩ的分压电阻的另一端全部接－5V电源。
在此实施例中，单板机TP801的程序为ORGLDB，n(存放在地址为NEXT处的数据的字节数÷2)LD DE，NEXTLOOP1LD C，BCALL，AignalDJNZ，LOOP1HALTAignalLD A，OF
OUT(82)，AOUT(83)，ALD A，(DE)OUT(80)，AINC DELDA，(DE)OUT(81)，ALD B，04LOOP2CALL 064F(20ms)DJNZ，LOOP2LD A，4FOUT(82)，AOUT(83)，ALD B，03LOOP3CALL 064FDJNZ LOOP3INC DELD B，CRETNEXT数据(把每次执行程序时所模仿的按键用信号表示，每一个键用二字节表示，然后按先后次序排列。如在二次按键之间需停顿片刻，待计算器执行运算，可插入二字节FF FF)
上述程序中从Aignal之后到NEXT之前为送一个信号的子程序。
现以单板机TP801向计算器送数“9”为例，说明上述接口电路的工作原理如下在计算器上按键“9”实际上是把图4按键矩阵中的P1与P6短路、保持、开路、保持。为了模仿上述动作，我们用程序使单板机PIO口的B0与B5为低电位(OV)，其他输出线全部为高电位。其作用如下B6，B7，A0～A7的高电位使二极管D1～D10反向截止，只剩下D11导通。于是计算器的P6线有电流通过D11流经PIO口入地(OV)。此外B1，B2，B3，B4为高电位的作用是它们通过分压电阻提高了BG2，BG3，BG4，BG5的基极电位，从而使四只管截止，只剩下B0为OV，这使BG1导通。于是从P6流出计算器的电流又从BG1流回计算器的P1线，形成回路。这就是模仿按键“9”的动作。要使B0和B5为低电位而其他PIO口输出线为高电位，就必须对A口送数FFH，对B口送数DEH，我们把FFH，DEH称为按键“9”的信号。在TP801中的程序为
从上述本发明的要点及实施例可以看出，按本发明所制成的用于袖珍计算器与单板(片)机之间的接口装置，具有电路简单、所用元件少(如用于有55个按键的计算器接口，仅需11个二极管、5个三极管及21个电阻)，工作可靠，使用方便，成本低等优点，只需较少的投资，即可实现需用电子计算机或微型电脑才能实现的测量数据的采样、模数转换以及函数计算等过程的自动化，如果配备的是附有打印装置的计算器。还可以将数据打印出来。
权利要求
1.一种用于袖珍计算器与单板(片)机之间连接的接口装置，它由插脚及电路板所组成，其特征在于所述的电路板上的接口电路中a)袖珍计算器每个按键中的高电平引线与单板(片)机PIO口的连接电路都是由一个小功率硅二极管D与一个电阻值小于200kΩ的分压电阻R1串联而构成的开关电路。在此电路中，硅二极管的负极接单板(片)机的PIO口，正极通过分压电阻R1与计算器按键中的高电平引线相接。b)袖珍计算器每个按键中的低电平引线与单板(片)机的PIO口的连接电路都是由一个小功率硅三极管BG与两个分压电阻R2，R3所组成的开关电路。在此电路中，硅三极管的基极通过电阻R2与-5V电源连接，同时通过另一电阻R3与单极(片)机的PIO口连接。
2.专用于使用权利1所述的接口装置的单板(片)机的信号输送用的子程序，其特征在于它按顺序包括以下的程序段(1)置PIO口的A、B口为输出口，(2)送信号至A、B口，(3)保持信号不少于20毫秒，(4)置PIO口的A、B口为高阻态(即置A、B口为输入口)，(5)保持A、B口的高阻态不少于60毫秒。
专利摘要
一种用于单板(片)机与袖珍计算机之间连接的接口装置。其要点在于该装置的接口电路是用由小功率硅二极管构成的开关电路和由小功率硅三极管构成的开关电路所组成。本装置具有接口电路简单，所用元件少，工作可靠，使用方便，成本低的优点，将本装置用于袖珍计算机与单板(片)机的连接，可实现测量工作中的数值采样，模数转换，函数运算等过程的自动化。
文档编号H03K17/94GK85202496SQ85202496
公开日1986年5月28日 申请日期1985年5月22日
发明者卢桂先 申请人:卢桂先导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan