Fejlesztés a billentyűzet
Különböző billentyűzet sok gombok (nyomógombok) széles körben használják a digitális rendszerek: számítógépek, vezérlők, mérőeszközök, a háztartási gépek. A fő cél minden billentyűzet elég egyszerű: meg kell bármikor megnyomja a gombot, hogy a kódszám ezt a gombot, majd nyomja meg a gombot zászló jel (a kapu a kód). Miután megkapta a zászló jel a külső eszköz leolvassa a kódot a nyomott gombot, és megteszi a szükséges intézkedéseket.
A fő feladat a billentyűzet kialakítása, hogy minimalizáljuk a hardveres költségek és megbízható működést biztosít minden helyzetben. Rengeteg olyan áramköri megoldások erre a problémára - a primitív a legbonyolultabb. Billentyűzet lehet mechanikus, kvazisensornymi vagy érintés, hogy a billentyűzet egy kemény logikai művelet vagy intelligens, akár meg is akadályozhatja átprogramozás. Figyelembe vesszük példaként a legegyszerűbb mechanikus billentyűzet kemény munkával logika.
Számú teljes méretű számítógép billentyűzet gombjainak több mint száz, így kialakít egy billentyűzetet a maximális számú kulcsok egyenlő 128. Természetesen a billentyűzet meg kell védeni a mechanikai érintkezés ugrál és helyesen kell kezelni a helyzetet, ugyanakkor néhány billentyű lenyomásával. Vegyük például, hogy míg néhány billentyű lenyomásával a billentyűzeten kell generálni kódot csak az egyiket. Tegyük fel továbbá, hogy a lehető legnagyobb sebességgel karakternél nem haladhatja meg a 20 ütés másodpercenként (ez elég sok). Így, az alapvető követelményeket, hogy a vetített megfogalmazott berendezés. Mi fejlődni kezd.
Nagyon gyakran a legkényelmesebb és leghatékonyabb módszer, hogy indítsa el a fejlesztési eszközök „hogy a végén”. Azaz, a minta kezdődik alapján a kívánt eredményt, a jelek, amelyek a készülék bocsát kifelé, és megteszi a külső. És csak a végén a tervezés által kifejlesztett része a készüléknek, amely elvégzi a kívánt funkciót. Ez a megközelítés biztosítja, hogy a készüléket úgy tervezték, hogy ne legyen túlságosan felesleges, nem tesz semmit túl sok, és hogy kölcsönhatásba rendesen más eszközöket és rendszereket. Ez a kialakítás elve nem általános, néha fenntartani azt a teljes fejlesztési folyamat nehéz, de próbáld meg, hogy alkalmazza azt minden eszközzel sosem árt.
Ebben az esetben először meg kell dönteni, hogy mit kell biztosítani a billentyűzeten kívül. Általában ez határozza meg a technikai feladat, de feltételezzük, hogy a billentyűzet adjon 7 bites bináris szám gomb megnyomása (mivel 2 7 = 128), és fenntartja azt lenyomva pozitív jel zászló. zászló és kódja a kulcs jelet kell tartani mindaddig, amíg a gomb le van nyomva. Ezalatt az idő alatt (néhány ms), a külső eszköz legyen elég idejük, hogy elemezze a jel zászló és olvassa le a billentyűzet kódja. Jellemzően ez a követelmény nem túl kemény.
Egy alternatív megoldás - megtakarítás a kódot a lenyomott gomb és zászlójelzéseknek, amíg a kimeneti kód olvasása külső eszköz - természetesen csökkenti a szükséges gyorsolvasás külső eszköz, de előfordulhat, hogy bizonyos billentyűk nem reagál, ezek nem kerülnek feldolgozásra.
Azt is meg kell vizsgálni, hogy a billentyűzet fog viselkedni, miközben néhány billentyű lenyomásával. A legbonyolultabb, intelligens billentyűzet sorozatot állít elő kódok minden a gombok lenyomását, memorizálása őket egy puffer memória. De feltételezzük, hogy a billentyűzet csak akkor lehet kibocsátani a kódot az egyik borulás (az első szerint a sorrendben). Pushing az összes többi gomb egyidejűleg ez egyszerűen figyelmen kívül hagyja.
Tervezésekor a mechanikus billentyűzet fontos annak eldöntése, hogy hogyan kell kezelni az elkerülhetetlen jelenlétét mechanikai érintkezés ugrál kulcsokat. Meg lehet feldolgozni belül a billentyűzetet, és belőle (azaz, hogy mozog ez a funkció egy külső eszköz). Mindkét megközelítésnek megvan a maga előnye. De a billentyűzet fogja kezelni a kapcsolati ugrál magad. Bánásmód elve dönt, nagyon egyszerű: az első kapcsolat rögzített lezárását megnyomását tartják a kezdetét és végét a sajtó meghatározni, amikor az érintkezők megnyílik egy meghatározott időintervallumban.
Ennek eredményeként a idődiagramján működését a billentyűzet lehet fejleszteni leegyszerűsítve képviseletében a Fig. 14.1. Itt, a zászlójelzéseknek kezdődik, amikor reteszelő egység a kulcs jelet (amely lehet akár ugrál alatt és annak befejezését követően). kulcs kód kimenet fix elhelyezése után a zászló. A gomb elengedése után (nulla jel) után a késleltetési időt tzad eltávolítjuk zászlójelzéseknek. A késleltetési idő kell ismerni, hogy hosszabb ugrál. A kimeneti kódot lehet tartani után elengedi a gombot, mielőtt a következő préselés, és el lehet távolítani.
Ábra. 14.1. Időzítési diagramot billentyűzet működését
A további fejlesztések nélkül lehetetlen a kiválasztási jelkonvertáló elvét billentyűk a szobában le a belépési kódot.
A legegyszerűbb módja az építési ilyen átalakító használata elsőbbséget kódolók (ábra. 14.2).
Minden kulcs ad logikai jel, a jeleket, amelyek a billentyűk konvertálja a jeladó kulcs kódja. Azonban ez az egyszerű megoldás jó csak egy kis számú kulcs (8 vagy 16), mivel a nagyszámú be- elsőbbségi jeladó lesz elég nehéz. Egy kis számú kulcsok kapcsolatba visszafordulási jellemzően szüntetni külön-külön kulcs RS flip-flop (ahogy az ábrán látható). Ez a megoldás egyszerű, de ehhez több hardver költségek.
Ábra. 14.2. A legegyszerűbb konverter billentyűzet
Egy másik konstrukciós módja az átalakító, hogy egy úgynevezett kapcsolási mátrix, amely az állami rendszeresen megkérdezett az órajelet is. A kapcsolási mátrix két nagy metsző vezetők (sorok és oszlopok), amelyek mind kulcsfontosságú metszéspontot. Ebben az esetben minden egyes billentyű formáját külön logikai jelet, és csak kapcsolók (összekötő) az egyik sort annak egyik oszlopot.
A legsokoldalúbb inverter áramkör, könnyű építeni, és elég egyszerű, ábrán látható. 14.3.
Hogy feltérképezzük a kapcsolási mátrixot használnak a számláló órajele generátor. Senior számláló biteket használjuk, hogy kiválasszuk a mátrix sorai a keresztül a dekódoló (a kiválasztott vonal kap logikai nulla jelet egy nem szelektált - jel logikai egy). A fiatalabb számláló bitet használunk kihallgatni a mátrix oszlop egy multiplexer. Interjúalany jelet Az oszlopot a kimeneti multiplexer. Bejelentkezés gombnyomás nulla multiplexer kimeneti jelet. Ezen a ponton, a kódszám van jelen a kimenet a számláló nyomva. Ez a rendszer lehetővé teszi, hogy könnyen épít nagyszámú billentyűparancsok (legfeljebb 256, mint látható, vagy még több), de szükség elég hosszú időt vesz igénybe a vizsgálat billentyűzetet (a órajelek száma megegyezik az összes felmérés billentyűk).
Ábra. 14.3. Converter egy felmérés az összes kulcs
A kettő kombinációja tekinthető megközelítés lehet létrehozni elég nagy billentyűzet alacsony hardver költsége és alacsony válaszidő.
Ezzel a kombinált eljárással (ábra. 14,4) alkalmazunk a kapcsolási mátrixot kulcsok minden csomópontok a sorok és oszlopok, de nem minden lekérdezett viszont a kulcsokat, és csak a sorok (vagy oszlopok) a mátrix. Lehívásra, mint az előző esetben, a generátor használják, a pult és a dekóder. A helyzet a lenyomott gomb a sorban (vagy oszlopban) határozza meg a kódoló. A kód a sajtolt kulcsot generálunk a kimenet a számláló kód (legjelentősebb bit) és a kód kimenete a kódoló (LSB).
Ebben az esetben, a billentyűzet gombok 128, azaz kapcsolási mátrix kell állnia 16 sorok lekérdezett dekóder 4-16 (ID3), és 8 oszlopot tartalmaz, a jelekkel, amelyeket által feldolgozott Encryptor 8-3 (IV1). A számláló kell 4 bit (IE7). Ezek 4 bit és 3 bit kimenet a jeladó így 7-bites számot a lenyomott gomb. Teljes billentyűzet lekérdezési ciklus kerül 16 óraciklus a generátor (a sorok száma). Bejelentkezés megnyomja a gombokat lenne negatív kimenetén a jeladó -GS. Ha nyomva néhány gomb a különböző vonalak, ez lesz feldolgozni a legfontosabb, hogy a string lekérdezésre kerül először. Ha nyomva néhány gomb ugyanazon a vonalon, a jeladó adja a kulcsot megfelelő kódot a nagyobb bemeneti számot. Azt is meg kell jegyezni, hogy a jeladó IV1 kiadja az inverz számát a bemenetet, amely nulla jelzés érkezett - ez a funkció megkövetelheti három kimeneti inverter (az ábrán nem látható).
Ábra. 14.4. Converter Közvéleménykutató sor billentyű
Úgy becsüljük, hogy mi legyen a frekvenciája az ütemadó. Azt elismerte, hogy a maximális sebességet megnyomása másodpercenként 20-szor. Így 1/20 másodperc szükséges időnk kihallgatni a teljes billentyűzet, azaz mind a 16 vonalak. Így a minimális megengedhető órajel frekvencia 16 • 20 = 320 Hz. De meg kell határozni a szállítási és feldolgozási ugrál. Ezért azt feltételezzük órajel 400 Hz felmérés. Ez lehet, de túlzottan növekszik meg (például, a fenti 1 kHz) nem szükséges, mivel közben gyors kapcsoló áramköri chipek növeli áramfelvétel. Magától értetődik, hogy a generátor nem lehet kvarc, mivel kvarc rezonátor alacsony frekvenciák nem állnak rendelkezésre, és a frekvencia osztó áramkör nagyon megnehezítené. Ezen túlmenően, a pontos expozíciót az oszcillátor frekvencia ebben az esetben nem feltétlenül szükségesek.
Kimeneti jel „- Press”, persze, lesz egy rövid parazita impulzusokat. Először is, akkor következnek a kapcsolatot ugrál le a gombot az adott pillanatban. Másodszor, akkor jelennek meg, mert a kapcsolási tranziensek a pultnál, és dekóder. Ezek parazita impulzusok ki kell zárni.
Hatásának kiküszöbölése érdekében a zavaró impulzusok miatt tranziens váltáskor a számlálót és a dekóder elegendő alkalmazni strobing vagy órajel „-Nazhatie” közepén minden óra intervallumban. Ehhez az szükséges, hogy a konverter áramkör jel „-Takt”.
Kivéve egy rövid impulzus-miatt ugrál nehezebb kulcsokat. Először is, abban az időben a gombbal a húrok célszerű, hogy hagyja abba lekérdező jel „forbiddenness”. Akkor van szükség, hogy feldolgozza a jelet? „Kattintva” elve alapján ábrán látható. 14.1. Azt feltételezzük, hogy a lebontási időtartama nem haladja meg a rövid szünetben a órajel periódus (2,5 ms órajelen 400 Hz). Ezután késedelem bezárása gombbal zászlójelzéseknek (lásd. Ábra. 14.1) kisebbnek kell lennie, mint egy periódus az órajel. Ahhoz, hogy létrehoz a késleltetési lánc felhasználható flopok órajele jel „-Takt”.
Reakcióvázlat generáló billentyűzet kimeneti jelek ábrán látható. 14.5.
Ábra. 14.5. Rendszer generáló billentyűzet kimeneti jelek
Trigger T1 visszük át egy (a inverz kimenet), amikor az óra közepén az intervallum (pozitív éle jel „-Takt”) jel „-Nazhatie” nulla. A kimeneti kapcsoló jelet T1 dob trigger egység T2, amelynek semmi köze a jel „-Nazhatie”, nem reagál a jitter a jel. A kimenet az indító jel T2 használunk zászlójelzéseknek karakternél. Inverz indító jel T2 használják kimeneti jel „forbiddenness” leállítása lekérdezési billentyűzet sorokat.
T3 és T4 triggerek lánc, órajele jel „Tact” használják, hogy késleltesse az eltávolítása zászlójelzéseknek után elengedi a gombot (egyenlő lesz az egység, ha jelet „-Nazhatie”). A beállítás után a zászlót egy, a zászlójelzéseknek kezd kell jegyezni a jel előtt „-Takt” váltja ki a T3 és T4, de csak abban az esetben, ha a jel „-Nazhatie” van állítva. Ennek eredményeként az inverz kimeneti jel T4 tűnik ravaszt logikai nulla, ha a jel „-Nazhatie” egy egység a pillanatokban két egymást követő pozitív élek a jel „-Takt”. A jel a T4 kimeneti jelet visszaállítja a zászlót nullára, majd az egészet előrehaladott állapotban van a kezdeti állapotban és várja a következő nulla jel „-Nazhatie”.
Ha pillanatnyi nyitás ugrál, ha a kulcs kapcsolat tart 2.5 ms, lehetőség van számának növelése flip-flop egy soros lánc (T3 és T4), amely növeli a késedelem jel, hogy eltávolítsuk a zászló generátor egész órajel ciklus.
Így, az áramkör teljesen kifejlődött. Vegye figyelembe, hogy az alacsony órajel áramkör lehetővé teszi számunkra, hogy nem számít késleltetésére, azaz, hogy csak az első szintű bemutatása, logikai modell. És együtt járó hatások kapcsolási tranziens áramkörök, már megszűnt azáltal, hogy a TimeShift egy fél közötti időszakban órajel generátor jelzi az átalakító áramkör (ábra. 14.4) és a kimeneti jel generáló áramkör (ábra. 14,5). Minden ellenállást alkalmaznak a rendszernek kell lennie, a névleges értéke körülbelül 1 ohm.