專利名稱：通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)的鍵盤和顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)的鍵盤和顯示裝置，特別涉及在電子控制中應(yīng)用的通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)的鍵盤和顯示裝置。
背景技術(shù)：
硬件平臺(tái)系統(tǒng)是將一系列的微處理器、存儲(chǔ)器按照一個(gè)要求設(shè)計(jì)出的電路控制電路系統(tǒng)。而通用的硬件平臺(tái)系統(tǒng)就是基于傳統(tǒng)的硬件平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)共通的功能。也就是說設(shè)計(jì)一個(gè)通用的硬件平臺(tái)系統(tǒng)用于為多種裝置提供控制電路，而不用針對(duì)每個(gè)裝置都要重新設(shè)計(jì)。各種各樣的新型硬件平臺(tái)系統(tǒng)在應(yīng)用數(shù)量上已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過通用計(jì)算機(jī)，大到網(wǎng)絡(luò)家電，智能家電，車載電子設(shè)備。硬件平臺(tái)系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁減，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應(yīng)用程序等四個(gè)部分組成，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)其他設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能。硬件平臺(tái)系統(tǒng)的核心是嵌入式微處理器。硬件平臺(tái)系統(tǒng)通常是面向特定應(yīng)用的，嵌入式CPU大多工作在為特定用戶群設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，它通常都具有低功耗、體積小、集成度高等特點(diǎn)，能夠把通用CPU中許多由板卡完成的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部，從而有利于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)趨于小型化，移動(dòng)能力大大增強(qiáng)， 跟網(wǎng)絡(luò)的耦合也越來越緊密。硬件平臺(tái)系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率地設(shè)計(jì)，量體裁衣、 去除冗余。硬件平臺(tái)系統(tǒng)和具體應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合在一起。為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性， 嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲(chǔ)器中?，F(xiàn)今能夠占領(lǐng)市場(chǎng)的芯片往往都具有如下特點(diǎn)功能強(qiáng)大，外設(shè)豐富，兼容性高， 良好的功耗控制，優(yōu)秀的電源管理能力，低廉的成本。但是往往功能強(qiáng)大的硬件平臺(tái)都伴隨的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維修升級(jí)困難和成本居高不下的缺點(diǎn)，如何設(shè)計(jì)一個(gè)能夠應(yīng)用于各種裝置中的通用硬件平臺(tái)，而該平臺(tái)需要有多功能的鍵盤和顯示，這也是現(xiàn)在行業(yè)中共同面對(duì)的課題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型就是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)的硬件鍵盤和顯示裝置，其為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)高性能低成本低功耗的新技術(shù)硬件平臺(tái)發(fā)揮輸入顯示功能。本實(shí)用新型涉及的通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)的鍵盤和顯示裝置，其中，該通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)包括具備LPC處理器模塊的中央處理器模塊，其特征在于，包括數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)模塊、 鍵盤掃描管理模塊、晶振電路和RC復(fù)位電路，上述晶振電路與上述數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)模塊及上述鍵盤掃描管理模塊連接，為二者提供基本的時(shí)鐘信號(hào)，上述數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)模塊與上述鍵盤掃描管理模塊連接，接收來自上述鍵盤掃描管理模塊的輸入信號(hào)以進(jìn)行顯示，上述 RC復(fù)位電路與上述數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)模塊及上述鍵盤掃描管理模塊連接，為二者提供復(fù)位信號(hào)。根據(jù)上述的本實(shí)用新型的通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)的鍵盤和顯示裝置，其中，其采用 ZLG7290控制器。本實(shí)用新型的通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)的鍵盤和顯示裝置采用IIC總線方式，與微控制器的接口僅需兩根信號(hào)線，節(jié)省了單片機(jī)有限的接口資源。本裝置采用工業(yè)級(jí)芯片，抗干擾能力強(qiáng)，將會(huì)廣泛地應(yīng)用在工業(yè)測(cè)控中。相對(duì)于在傳統(tǒng)的通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)中的使用的鍵盤和顯示裝置來說，本裝置能自動(dòng)完成數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)掃描和多個(gè)按鍵檢測(cè)掃描，大大減輕單片機(jī)的用于顯示/鍵盤的工作時(shí)間和程序負(fù)擔(dān)，可使集中資源用于信號(hào)的檢測(cè)和控制。本實(shí)用新型所適用的通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)基于LPC175X或者具有相同功能的系列處理器，集成了先進(jìn)的內(nèi)核結(jié)構(gòu)，具有功能充分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，集良好的功耗控制和低成本于一體。本實(shí)用新型的通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)的鍵盤和顯示裝置具有多項(xiàng)創(chuàng)新點(diǎn)，例如進(jìn)行了核心板和基板的可分離設(shè)計(jì)，即既可以將芯片直接焊到基板上也可以獨(dú)立制作成核心板后在插在基板上，符合現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)中對(duì)產(chǎn)品的靈活性要求以及嚴(yán)格的成本意識(shí)。

圖1為表示本實(shí)用新型的通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)的鍵盤和顯示裝置的整體方框圖。圖2為表示本實(shí)用新型的通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)的鍵盤和顯示裝置的電路圖。圖3為表示本實(shí)用新型所適用的通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。附圖標(biāo)記說明1-供電模塊；2-鍵盤和顯示裝置；3-鍵盤和顯示裝置；4-LPC處理器下載模塊； 5-補(bǔ)充功能模塊；6-晶振及復(fù)位電路；7-CPLD下載模塊；8-LPC處理器模塊；9-CPLD模塊；10-多功能輸入輸出模塊；Il-Iic總線；12-RS232總線；13-RS422總線；14-LAN總線； 15-IIC總線；16-主板總線；17-讀信號(hào)；18-寫信號(hào)；19-數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)模塊；20-鍵盤掃描管理模塊；21-晶振電路；22-RC復(fù)位電路。
具體實(shí)施方式
以下，結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)和操作過程進(jìn)行更具體的說明。圖1所示為本實(shí)用新型的通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)的鍵盤和顯示裝置的整體結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)用新型的通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)的鍵盤和顯示裝置由數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)模塊19、鍵盤掃描管理模塊20、晶振電路21和RC復(fù)位電路22共同組成。其中，晶振電路21與數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)模塊19和鍵盤掃描管理模塊20連接，為二者提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)模塊19與鍵盤掃描管理模塊20連接，接收來自鍵盤掃描管理模塊20的輸入信號(hào)，進(jìn)行顯示。RC復(fù)位電路22與數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)模塊19和鍵盤掃描管理模塊20連接，為二者提供復(fù)位信號(hào)。另外，本實(shí)用新型的通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)的鍵盤和顯示裝置通過IIC總線11與所適用的硬件平臺(tái)系統(tǒng)中的LPC處理器模塊8相連接。這里，采用ZLG7290控制器。ZLG7290是一種IIC接口鍵盤及LED驅(qū)動(dòng)管理器件，提供數(shù)據(jù)譯碼和循環(huán)、移位、段尋址等控制，它可采樣64個(gè)按鍵或傳感器，單片即可完成LED顯示、鍵盤接口的全部功能。[0020]此外，如果本實(shí)用新型的通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)的鍵盤和顯示裝置所適用的通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)能夠提供時(shí)鐘信號(hào)和復(fù)位信號(hào)，那么根據(jù)情況晶振電路21和RC復(fù)位電路22也可以省略。圖2表示本實(shí)用新型的通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)的鍵盤和顯示裝置的電路圖。如圖2所示，其中Ul是ZLG7290驅(qū)動(dòng)控制器。為了使電源更加穩(wěn)定，一般要在VCC 到GND之間接入47 470uF的電解電容El。Jl是ZLG7290B與微處理器的接口，按照IIC 總線協(xié)議的要求，信號(hào)線SCL和SDA上連接典型值是IOK Ω的上拉電阻。晶振電路Yl通常取值4MHz，調(diào)節(jié)電容C3和C4通常取值在IOpF左右。復(fù)位信號(hào)是低電平有效，一般只需外接簡(jiǎn)單的RC復(fù)位電路，也可以通過直接拉低RST引腳的方法進(jìn)行復(fù)位。本裝置的采用是共陰式數(shù)碼管。其中DPYl和DPY2是4位聯(lián)體式數(shù)碼管，共同組成完整的8位。還可以采用其它的組合方式，如4只雙聯(lián)體式數(shù)碼管。數(shù)碼管在工作時(shí)要消耗較大的電流，Rl R8是典型值為270 Ω限流電阻。如果要增大數(shù)碼管的亮度，可以適當(dāng)減小電阻值，最低200 Ω。在本裝置的按鍵中，前56個(gè)按鍵是普通按鍵Kl Κ56，最后8個(gè)為功能鍵FO F7。鍵盤電阻R9 R16的典型值是3. 3ΚΩ。數(shù)碼管掃描線和鍵盤掃描線采用共用，所以二極管Dl D8是必須的，它們可以防止按鍵干擾數(shù)碼管顯示的情況發(fā)生。圖3表示本實(shí)用新型所適用的通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)的整體方框圖。下面，結(jié)合圖3 對(duì)通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)由供電模塊1、鍵盤輸入顯示部分、控制部分和接口部分共同組成。其中供電模塊1為本裝置的鍵盤輸入顯示部分、控制部分和接口部分提供電源，系統(tǒng)所需電源為直流5V電源。控制部分包括控制部分包括本實(shí)用新型所適用的通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)的控制裝置， 接口部分包括與上述控制裝置相連接的多功能輸入輸出裝置10。如圖3所示，本實(shí)用新型所適用的通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)的控制裝置中的LPC處理器模塊8分別通過RS232總線12、 RS422總線13和LAN總線14與多功能輸入輸出模塊10相連接，并且通過該多功能輸入輸出模塊10與外部設(shè)備相互連接。在圖3所示的例子中，鍵盤輸入顯示部分包括兩個(gè)本實(shí)用新型的通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)的鍵盤和顯示裝置，即鍵盤和顯示裝置2、3。鍵盤和顯示裝置2通過IIC總線11與控制部分中的LPC處理器模塊8相連接。鍵盤和顯示裝置3通過IIC總線15與控制部分中的 LPC處理器模塊8相連接。圖3所示的方式僅是一個(gè)示例，本實(shí)用新型所適用的通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)可以根據(jù)需要，包括1個(gè)或多個(gè)本實(shí)用新型涉及的鍵盤和顯示裝置。此外，本實(shí)用新型的通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)的鍵盤和顯示裝置具有多項(xiàng)創(chuàng)新點(diǎn)，它能夠自動(dòng)完成數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)掃描和按鍵檢測(cè)掃描，大大減輕通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)中的微處理器的用于顯示/鍵盤的工作時(shí)間和程序負(fù)擔(dān)，可使集中資源用于信號(hào)的檢測(cè)和控制。由于采用Iic總線方式使得芯片與通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)間的通訊只用2個(gè)IIC接口便可完成，節(jié)省了單片機(jī)有限的口資源。
權(quán)利要求1.一種通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)的鍵盤和顯示裝置，其中，該通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)包括具備 LPC處理器模塊的中央處理器模塊，其特征在于包括數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)模塊、鍵盤掃描管理模塊、晶振電路和RC復(fù)位電路，所述晶振電路與所述數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)模塊及所述鍵盤掃描管理模塊連接，所述數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)模塊與所述鍵盤掃描管理模塊連接，所述RC復(fù)位電路與所述數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)模塊及所述鍵盤掃描管理模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)的鍵盤和顯示裝置，其特征在于其采用 ZLG7290控制器。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)的鍵盤和顯示裝置，其特征在于，包括數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)模塊、鍵盤掃描管理模塊、晶振電路和RC復(fù)位電路。本裝置能夠直接驅(qū)動(dòng)8位共陰式數(shù)碼管多個(gè)獨(dú)立的LED，同時(shí)還可以掃描管理多個(gè)按鍵。本裝置采用IIC總線方式，與微控制器的接口僅需兩根信號(hào)線，節(jié)省了單片機(jī)有限的口資源。相對(duì)于在傳統(tǒng)的通用硬件平臺(tái)的使用的鍵盤和顯示裝置來說，本裝置能自動(dòng)完成數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)掃描和多個(gè)按鍵檢測(cè)掃描，大大減輕單片機(jī)的用于顯示/鍵盤的工作時(shí)間和程序負(fù)擔(dān)，可使集中資源用于信號(hào)的檢測(cè)和控制。使得使用本裝置的通用硬件平臺(tái)系統(tǒng)與傳統(tǒng)的硬件平臺(tái)系統(tǒng)相比功能更多，實(shí)用性更強(qiáng)。
文檔編號(hào)G06F3/02GK202159307SQ20112025219
公開日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月18日
發(fā)明者周勇 申請(qǐng)人:北京航天福道高技術(shù)股份有限公司