一种海洋工程船舶专用键盘的制作方法
【专利摘要】本发明请求保护一种海洋工程船舶专用键盘。专用键盘与船舶控制系统计算机连接；专用键盘的键盘接口和鼠标接口与系统控制计算机连接是采用DB9接口，DB9接口固定装置能有效防止因船舶震动而造成的接口脱滑；DC24V供电，能很方便地取得电源；表面采用PVC贴膜工艺，能达到IP22防护等级；轻触式按钮，输入需要一定的按压力，在船舶驾驶过程中能有效避免误操作；采用嵌入式设计，能方便地嵌入船舶控制台中，在船舶摇晃环境下可最大限度地保证安全；有按键背光灯，亮度可有十种调节，以满足船舶夜间施工需要；有3个控制旋纽，以满足海洋工程船舶控制系统在操作中需要有旋纽信号的要求。
【专利说明】一种海洋工程船舶专用键盘
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种键盘，尤其涉及一种海洋工程船舶专用键盘。
【背景技术】
[0002]海洋工程船舶有控制系统和计算机，需要配置操作键盘。海洋工程船舶的操作键盘如果采用普通的PC键盘，存在的问题是:1、普通的PC键盘采用5V电源，不能适应船舶控制系统电源要求。2、海洋工程船舶在夜间施工时，为了保证驾驶员的视力不受影响，驾驶室需要关闭照明，而普通的PC键盘没有键盘背光灯。3、普通PC键盘的表面达不到《钢质海船入级规范2006》版规定的IP22防护等级。4、船舶在海洋中受到风浪摇摆，普通PC键盘不能有效固定。5、海洋工程船舶控制系统在操作中需要有旋纽信号等特殊要求，普通PC键盘没有旋纽键。
【发明内容】
[0003]发明目的:本发明的目的是提供一种海洋工程船舶专用键盘。
[0004]技术方案:为了解决上述技术问题，本发明的一种海洋工程船舶专用键盘，包括C8051F040单片机、2个24S5电源、36个按键控制面板、3组旋钮输入输出单元、10片6B595芯片、38个指示LED、36个背景LED、逻辑/差分电平转换控制收发单元，专用键盘与控制系统计算机连接。
[0005]本发明所述的一种海洋工程船舶专用键盘，采用C8051RM0单片机控制，单片机焊贴在PCB板(GSI_DroTl.pcb)上，通过SPI总线连接10片6B595芯片，扩展出80路输出端口，用于控制面板上36个背景LED和38个指示LED，另外有36路开关输入信号接入单片机，用于采集用户的按键操作，单片机通过PWM方式对面板上的36个背景LED和38个指示LED进行调光，调光分十级每级对应不同的亮度，专用键盘还配置有三路旋钮信号，旋钮使用3个2K的单圈绕线式电位器，它们通过3个LM358集成双运算放大器设计的电压跟随装置，配合单片机的Vkef从而将分得的Vkef输入单片机的ΑΙΝ0.0~ΑΙΝ0.2，这样就将用户对旋钮的操作采集进了单片机。单片机通过自行设计的逻辑/差分电平转换控制收发单元，扩展出了 I路RS232/485通信接口(RS232/485可以根据用户和工程需要进行选择)，该接口与控制系统计算机相连接，通过该通信接口专用键盘就可以与控制系统计算机进行通信，完成输入、输出的功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1为本发明的外形三视图
[0007]图2为本发明的电器原理图
【具体实施方式】
[0008]如图1所示，海洋工程船舶专用键盘与控制系统计算机(10)连接；专用键盘的键盘接口和鼠标接口与控制系统计算机(10)连接是采用DB9接口，DB9接口固定装置能有效防止因船舶震动而造成的接口脱滑；专用键盘使用DC24V供电，因为DC24V电源是工业标准电源，这样专用键盘能很方便地取得电源；专用键盘表面采用PVC贴膜工艺，能达到IP22防护等级；按压轻触式按钮，输入需要一定的按压力，在船舶驾驶过程中能有效避免误操作；专用键盘采用嵌入式设计，能方便地嵌入控制台中，在船舶摇晃环境下可最大程度地保证安全；专用键盘有36个按键和按键背光灯、38个指示灯、3个控制旋纽、一个轨迹球鼠标，可在黑暗的环境中操作，可满足旋钮信号的特殊要求。
[0009]如图2所示，一种海洋工程船舶专用键盘包括:单片机(I)、24S5电源(2)和(3)、控制面板(4)、控制旋钮(5)、6B595芯片(6)、38个指示LED(8)、36个背景LED(9)、逻辑/差分电平转换控制收发单元(7)，专用键盘与控制系统控制计算机(10)连接。
[0010]单片机(I)是系统的处理核心，24S5电源⑵和(3)通过外加DC24V电源转换成5V工作电源给单片机(I)和逻辑/差分电平转换控制收发单元(7)供电，控制旋钮(5)是3组旋钮输入单元，每个旋钮通过LM358双运算放大器将电压信号送至单片机(I)的ΑΙΝ0.0~ΑΙΝΟ.2进行采集，他们所使用的基准电压2.4V是由单片机(I)的Vkef引脚接来。控制面板(4)的36个按键输入单元，它将36个按键信号直接接入单片机(I)的Ρ4.0~Ρ4.7、Ρ5.0 ~Ρ5.7、Ρ6.0 ~Ρ6.7、Ρ2.0 ~Ρ2.7、Ρ7.0 ~Ρ7.3 引脚。单片机(I)采集控制面板(4)、控制旋钮(5)的信号后，将信号进行打包通过逻辑/差分电平转换控制收发单元
(7)，将逻辑电平转换成RS232或485信号进入动态跟踪与动力定位系统控制计算机(10)，
(10)经过判断后将操作决定通过收发单元(7)再发送给单片机(1)，单片机(I)根据控制计算机(10)的操作请求通过SPI总线到6Β595芯片(6)，6Β595芯片(6)根据单片机(I)发来的数据进行操作 ，点亮或熄灭38个指示LED (8)和36个背景LED (9)。单片机(I)还会根据控制旋钮(5)中“Dim”信号对38个指示LED (8)和36个背景LED (9)进行调光处理。
[0011]系统启动后24S5电源(2)对单片机(1)、24S5电源(3)对收发单元(7)开始供电，单片机(I)和收发单元(7)开始工作，单片机(I)首先通过6B595芯片(6)向36个背景LED (9)发送工作状态，即打开(9)中所有输出(启动背光)，此后单片机(I)开始读取控制面板(4)和控制旋钮(5)的工作状态和数据，单片机(I)将读取到的数据进行处理和打包(串口包)，打包完成后单片机(I)根据自身定时器的中断请求判断是否到了发送时间，如“是”则将打好的串口包发送给收发单元(7)，收发单元(7)将单片机(I)发来的数据电平进行转换，再将转换完毕后的数据实时地传送给控制计算机(10)，如“否”则继续等待，控制计算机(10)接收到专用键盘发来的数据后经过一系列处理、判断，再将处理结果和工作发送给收发单元(7)，收发单元(7)将控制计算机(10)发来的数据电平进行转换再实时地传送给单片机(1)，单片机(I)在接收到控制计算机(10)的数据包后对数据包进行解包并处理，处理完毕后单片机(I)根据控制计算机(10)的请求操作输出单元，即单片机(I)通过6B595芯片(6)向38个指示LED (8)和36个背景LED (9)发送控制计算机(10)请求的工作状态，在完成上述操作后，单片机(I)就完成了一次工作周期，此后单片机(I)再开始读取控制面板(4)和控制旋钮(5)的工作状态和数据，执行后面的操作，如此循环直至程序被请求终止。用户操作时就是操作控制面板(4)和控制旋钮(5)上面的按键和旋钮，并读取38个指示LED (8)和36个背景LED (9)的指示。
【权利要求】
1.一种海洋工程船舶专用键盘，包括:单片机(1)、24S5电源(2)和(3)、控制面板(4)、控制旋钮(5)、6B595芯片(6)、38个指示LED (8)、36个背景LED (9)、逻辑/差分电平转换控制收发单元(7)，专用键盘与控制系统计算机(10)连接。
2.根据权利要求1所述的一种海洋工程船舶专用键盘，其特征在于，单片机(1)贴焊在PCB板上，通过SPI总线连接10片6B595芯片(6)，扩展出80路输出端口，用于控制面板上36个背景LED (9)和38个指示LED (8)，另外有36路开关输入信号接入单片机(I)，用于采集用户的按键操作，单片机通过PWM方式对面板上的36个背景LED (9)和38个指示LED (8)进行调光，调光分十级每级对应不同的亮度，单片机(I)通过逻辑/差分电平转换控制收发单元(7)，扩展出了 I路RS232/485通信接口，该接口与控制系统计算机(10)相连接，完成输入、输出的功能。
3.根据权利要求1所述的一种海洋工程船舶专用键盘，其特征在于，控制旋钮(5)使用3个2K的单圈绕线式电位器，通过3个LM358集成双运算放大器设计的电压跟随装置，配合单片机的Vkef从而将分得的Vkef输入单片机的AINO.O~AIO.2。
4.根据权利要求1所述的一种海洋工程船舶专用键盘，其特征在于，专用键盘的键盘接口和鼠标接口与控制系统计算机(10)连接是采用DB9接口，使用DC24V供电，键盘表面采用PVC贴膜工艺，轻触式按钮，输入需要一定的按压力，专用键盘采用嵌入式设计。
5.根据权利要求1所述的一种海洋工程船舶专用键盘，其特征在于，24S5电源(2)和(3)通过外加DC24V电源转换成5V工作电源给单片机(1)和逻辑/差分电平转换控制收发单元(7)供电，控制旋钮(5)所使用的基准电压2.4V是由单片机⑴的Vkef引脚接来，控制面板(4)的36个按键输入单元，将36个按键信号直接接入单片机(1)的P4.0~P4.7、?5.0~P5.7、P6.0~P6.7、P2.0~P2.7、P7.0~P7.3引脚，单片机(1)采集控制面板(4)、控制旋钮(5)的信号后，将信号进行打包通过逻辑/差分电平转换控制收发单元(7)，将逻辑电平转换成RS232或485信号进入控制系统计算机(10)，控制系统计算机(10)经过判断后将操作决定通过逻辑/差分电平转换控制收发单元(7)再发送给单片机(1)，单片机(I)根据控制系统计算机(10)的操作请求通过SPI总线到6Β595芯片(6)，6Β595芯片(6)根据单片机⑴发来的数据进行操作，点亮或熄灭38个指示LED⑶和36个背景LED (9)，单片机(I)根据控制旋钮(5)中“Dim”信号对38个指示LED (8)和36个背景LED (9)进行调光处理。
【文档编号】G06F3/02GK103902048SQ201210566425
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月25日 优先权日:2012年12月25日
【发明者】周志玉 申请人:周志玉