專利名稱：用于嵌入式系統(tǒng)的通用人機接口裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種應(yīng)用于各類嵌入式系統(tǒng)的人機接口裝置，屬 于嵌入式系統(tǒng)部件技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，作為現(xiàn)有各類嵌入式系統(tǒng)(如嵌入式計算機系統(tǒng)等)所必 備的人機接口裝置一般是由鍵盤、顯示器和人機接口電路構(gòu)成。
據(jù)申請人所知，上述人機接口裝置往往是根據(jù)各種具體嵌入式系 統(tǒng)單獨開發(fā)制作，不具有通用性，因此造成開發(fā)制作成本過高。而且
這些單獨的人機接口裝置存在以下缺點 一、因#:盤和顯示直接占用
嵌入式系統(tǒng)核心部件的I/O 口資源，形成核心部件增加擴展器件或者 使用較高成本的核心器件；二、由于人機接口電路的信號聯(lián)接線距離 嵌入式系統(tǒng)的核心部件較遠，影響嵌入式系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運行。
實用新型內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題是，提出一種可適用于各類嵌入式 系統(tǒng)的通用人機接口裝置。
本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是， 一種用于嵌入式系 統(tǒng)的通用人機接口裝置，包括鍵盤、顯示器和接口電路，所述接口電 路主要由MCU芯片和串行通信接口單元構(gòu)成，所述4定盤的信號端分別 與MCU芯片的第一 I/O 口、第二 I/O 口和第三I/O 口連接，所述顯示 器的信號端分別與MCU芯片的第二 I/O 口、第三I/O 口和第四I/O 口 連接，所述MCU芯片的第五I/O 口通過串行通信接口單元與嵌入式系 統(tǒng)的中央處理芯片I/O 口連接。
使用時，嵌入式系統(tǒng)的中央處理芯片通過串行通信接口單元和MCU(Micro Controller Unit,微型控制單元)芯片以主從方式訪問鍵盤 和顯示器，鍵盤和顯示器可根據(jù)各種具體嵌入式系統(tǒng)選定；這樣，本 實用新型的嵌入式系統(tǒng)通用人機接口裝置可以方^f更地嵌入多種嵌入式 系統(tǒng)中，成為適用于各類嵌入式系統(tǒng)的通用人機接口裝置，可應(yīng)用于 儀器儀表、控制裝置、商業(yè)電子設(shè)備等各類嵌入式計算機系統(tǒng)。此外， 本實用新型嵌入式系統(tǒng)通用人機接口裝置的鍵盤和顯示器不占用嵌入 式系統(tǒng)中央處理芯片的資源；同時避免使用信號長線帶來的信號畸變， 提高嵌入式系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。


圖1是本實用新型實施例的用于嵌入式系統(tǒng)的通用人機接口裝置 的人機接口電路原理圖。
具體實施方式
實施例
本實施例的用于嵌入式系統(tǒng)的通用人機接口裝置包括鍵盤、顯示 器和接口電路，鍵盤選用8X12矩陣掃描鍵盤，顯示器選用12位8段 LED顯示器。
接口電路如圖1所示，其主要由MCU芯片Ul和串行通信接口單元 構(gòu)成，還含有顯示器接插口 Jl、鍵盤接插口 J2和外擴檢測開關(guān)狀態(tài)接 插口 J4， MCU芯片Ul的型號是STC89C54RDPLCC44。串行通信接口單元 由電平轉(zhuǎn)換芯片U2、通信接插口 J3和串行通信總線構(gòu)成，電平轉(zhuǎn)換芯 片U2的型號是SP3232。鍵盤的信號端通過鍵盤接插口 J2分別與MCU 芯片Ul的第一 I/O 口、第二 I/O 口和第三I/O 口連接。MCU芯片Ul 的第一 I/O 口是指MCU芯片Ul的PI. 0-P1. 7端口 ， PI. 0~P1. 7端口 實現(xiàn)鍵盤掃描列選;MCU芯片Ul的第二I/0 口是指MCU芯片Ul的P2. 0~ P2. 7端口， MCU芯片Ul的第三I/O 口是指MCU芯片Ul的P3. 2~P3. 5
5端口， P2. 0-P2. 7端口和P3. 2~P3. 5端口實現(xiàn)鍵盤掃描行選。顯示器 的信號端通過顯示器接插口 Jl分別與MCU芯片Ul的第二 I/O 口、第 三I/O 口和第四I/O 口連接，MCU芯片Ul的第四I/O 口是指MCU芯片 Ul的PO. 0~P0. 7端口 ，其中P2. 0-P2. 7端口和P3. 2~P3. 5端口實現(xiàn) 顯示器的位選，PO. 0~P0. 7端口構(gòu)成顯示器的8段段碼。MCU芯片Ul 的第五I/O 口與電平轉(zhuǎn)換芯片U2的第一 I/O 口連接，MCU芯片Ul的第 五I/0口是指MCU芯片U1的P3. 0-P3. l端口，電平轉(zhuǎn)換芯片U2的第 一 I/O 口是指電平轉(zhuǎn)換芯片U2的TIIN端口和R10UT端口，其中P3. 0 端口與R10UT端口連接；P3. 1端口與TIIN端口連接。電平轉(zhuǎn)換芯片 U2的第二 I/O 口通過通信接插口 J3與嵌入式系統(tǒng)的中央處理芯片I/O 口連接，電平轉(zhuǎn)換芯片U2的第二 I/O 口是指電平轉(zhuǎn)換芯片U2的TIOUT 端口和R1IN端口。 MCU芯片Ul與電平轉(zhuǎn)換芯片U2及嵌入式系統(tǒng)的中 央處理芯片之間的串行通信總線由三線組成，分別為地線22、主機發(fā) 送從機接收信號線11和主機接收從機發(fā)送信號線13。 MCU芯片Ul的 第六I/O 口 (即MCU芯片Ul的P3. 6端口 )通過由Rl和QO構(gòu)成蜂鳴 器驅(qū)動電流的放大電路與鍵盤的蜂鳴器BZ連接。外擴檢測開關(guān)狀態(tài)接 插口 J4與MCU芯片Ul的第二 I/O 口 (即MCU芯片Ul的P2. 0~P2. 7 端口 )連接。
由上述可知，MCU芯片Ul的第二 I/O 口 (即MCU芯片Ul的P2. 0~ P2. 7端口 )構(gòu)成鍵盤、顯示器和外擴檢測開關(guān)狀態(tài)接插口 J4的共同復(fù) 選I/O 口， MCU芯片Ul的第二 I/O 口和第三I/O 口 (即MCU芯片Ul 的P2. 0 ~ P2. 7端口和P3. 2 ~ P3. 5端口 )構(gòu)成鍵盤和顯示器的復(fù)選I/O cr 。
使用時，可將本實施例的通用人機接口裝置嵌入任意嵌入式系統(tǒng) 中成為整機的 一個部件；嵌入式系統(tǒng)的中央處理芯片按設(shè)計的串行通 信協(xié)議，通過串行通信接口單元和MCU芯片以主從方式訪問4定盤和顯示器，鍵盤可以實現(xiàn)最多96個鍵盤的單獨或組合輸入，顯示器可實現(xiàn) 最多12位LED顯示輸出，從而滿足大量多種嵌入式系統(tǒng)的需求。此外， 本實施例的通用人機接口裝置可通過外擴檢測開關(guān)狀態(tài)接插口 J4進行 開關(guān)狀態(tài)檢測，不僅可獨立檢測8位開關(guān)狀態(tài)，而且不占用鍵盤掃描資源。
本實用新型不局限于上述實施例，如l)串行通信接口單元中的電 平轉(zhuǎn)換芯片SP3232也可以由差動轉(zhuǎn)換芯片75175或其他芯片替代，從 而構(gòu)成差動傳輸接口單元或其他串行通信接口單元；2) <睫盤和顯示器 也可以選用其他規(guī)格的；3 ) MCU芯片Ul和電平轉(zhuǎn)換芯片U2也可以選 用其他型號的；4)顯示器接插口 Jl、鍵盤接插口 J2、通信接插口 J3 和可外擴檢測開關(guān)狀態(tài)接插口 J4也可以省去；等等。凡采用等效變換 形成的技術(shù)方案，均落在本實用新型要求的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種用于嵌入式系統(tǒng)的通用人機接口裝置，包括鍵盤、顯示器和接口電路，其特征在于所述接口電路主要由MCU芯片和串行通信接口單元構(gòu)成，所述鍵盤的信號端分別與MCU芯片的第一I/O口、第二I/O口和第三I/O口連接，所述顯示器的信號端分別與MCU芯片的第二I/O口、第三I/O口和第四I/O口連接，所述MCU芯片的第五I/O口通過串行通信接口單元與嵌入式系統(tǒng)的中央處理芯片I/O口連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述用于嵌入式系統(tǒng)的通用人機接口裝置， 其特征在于所述串行通信接口單元由電平轉(zhuǎn)換芯片、通信接插口和串行通信總線構(gòu)成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述用于嵌入式系統(tǒng)的通用人機接口裝置， 其特征在于還含有顯示器接插口、鍵盤接插口和外擴檢測開關(guān)狀態(tài) 接插口 ；所迷鍵盤的信號端通過鍵盤接插口與MCU芯片的第一 I/O 口 、 第二 I/O 口和第三I/O 口連接，所述顯示器的信號端通過顯示器接插 口與MCU芯片的第二 I/O 口、第三I/O 口和第四I/O 口連接，所述 MCU芯片的第五I/O 口與電平轉(zhuǎn)換芯片的第一 I/O 口連接，所述電平 轉(zhuǎn)換芯片的第二 I/O 口通過通信接插口與嵌入式系統(tǒng)的中央處理芯 片I/O 口連接，所述外擴檢測開關(guān)狀態(tài)接插口與MCU芯片Ul的第二 I/O 口連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述用于嵌入式系統(tǒng)的通用人機接口裝置， 其特征在于所述串行通信總線由地線、主機發(fā)送從機接收信號線和 主機接收從機發(fā)送信號線組成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所迷用于嵌入式系統(tǒng)的通用人機接口裝置，其特征在于所述MCU芯片的第六I/O 口通過放大電路與鍵盤的蜂鳴 器連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-5之任一所述用于嵌入式系統(tǒng)的通用人機接 口裝置，其特征在于所述鍵盤是8X12矩陣掃描鍵盤，所述顯示器 是12位8段LED顯示器，所述MCU芯片的型號是STC89C54RDPLCC44, 所述電平轉(zhuǎn)換芯片的型號是SP3232。
專利摘要本實用新型涉及一種用于嵌入式系統(tǒng)的通用人機接口裝置，屬于嵌入式系統(tǒng)部件技術(shù)領(lǐng)域。該通用人機接口裝置包括鍵盤、顯示器和接口電路，所述接口電路主要由MCU芯片和串行通信接口單元構(gòu)成，所述鍵盤的信號端分別與MCU芯片的第一I/O口、第二I/O口和第三I/O口連接，所述顯示器的信號端分別與MCU芯片的第二I/O口、第三I/O口和第四I/O口連接，所述MCU芯片的第五I/O口通過串行通信接口單元與嵌入式系統(tǒng)的中央處理芯片I/O口連接。該通用人機接口裝置可以方便地嵌入多種嵌入式系統(tǒng)中，從而成為適用于各類嵌入式系統(tǒng)的通用人機接口裝置。
文檔編號G06F13/40GK201322927SQ20082021588
公開日2009年10月7日 申請日期2008年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月20日
發(fā)明者斌 周, 鋒 李 申請人:江蘇紫金萬成自動化控制設(shè)備有限公司