一種海洋工程船舶專用鍵盤的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明請求保護一種海洋工程船舶專用鍵盤。專用鍵盤與船舶控制系統(tǒng)計算機連接；專用鍵盤的鍵盤接口和鼠標(biāo)接口與系統(tǒng)控制計算機連接是采用DB9接口，DB9接口固定裝置能有效防止因船舶震動而造成的接口脫滑；DC24V供電，能很方便地取得電源；表面采用PVC貼膜工藝，能達(dá)到IP22防護等級；輕觸式按鈕，輸入需要一定的按壓力，在船舶駕駛過程中能有效避免誤操作；采用嵌入式設(shè)計，能方便地嵌入船舶控制臺中，在船舶搖晃環(huán)境下可最大限度地保證安全；有按鍵背光燈，亮度可有十種調(diào)節(jié)，以滿足船舶夜間施工需要；有3個控制旋紐，以滿足海洋工程船舶控制系統(tǒng)在操作中需要有旋紐信號的要求。
【專利說明】一種海洋工程船舶專用鍵盤
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鍵盤，尤其涉及一種海洋工程船舶專用鍵盤。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋工程船舶有控制系統(tǒng)和計算機，需要配置操作鍵盤。海洋工程船舶的操作鍵盤如果采用普通的PC鍵盤，存在的問題是:1、普通的PC鍵盤采用5V電源，不能適應(yīng)船舶控制系統(tǒng)電源要求。2、海洋工程船舶在夜間施工時，為了保證駕駛員的視力不受影響，駕駛室需要關(guān)閉照明，而普通的PC鍵盤沒有鍵盤背光燈。3、普通PC鍵盤的表面達(dá)不到《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范2006》版規(guī)定的IP22防護等級。4、船舶在海洋中受到風(fēng)浪搖擺，普通PC鍵盤不能有效固定。5、海洋工程船舶控制系統(tǒng)在操作中需要有旋紐信號等特殊要求，普通PC鍵盤沒有旋紐鍵。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是提供一種海洋工程船舶專用鍵盤。
[0004]技術(shù)方案:為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種海洋工程船舶專用鍵盤，包括C8051F040單片機、2個24S5電源、36個按鍵控制面板、3組旋鈕輸入輸出單元、10片6B595芯片、38個指示LED、36個背景LED、邏輯/差分電平轉(zhuǎn)換控制收發(fā)單元，專用鍵盤與控制系統(tǒng)計算機連接。
[0005]本發(fā)明所述的一種海洋工程船舶專用鍵盤，采用C8051RM0單片機控制，單片機焊貼在PCB板(GSI_DroTl.pcb)上，通過SPI總線連接10片6B595芯片，擴展出80路輸出端口，用于控制面板上36個背景LED和38個指示LED，另外有36路開關(guān)輸入信號接入單片機，用于采集用戶的按鍵操作，單片機通過PWM方式對面板上的36個背景LED和38個指示LED進(jìn)行調(diào)光，調(diào)光分十級每級對應(yīng)不同的亮度，專用鍵盤還配置有三路旋鈕信號，旋鈕使用3個2K的單圈繞線式電位器，它們通過3個LM358集成雙運算放大器設(shè)計的電壓跟隨裝置，配合單片機的Vkef從而將分得的Vkef輸入單片機的ΑΙΝ0.0~ΑΙΝ0.2，這樣就將用戶對旋鈕的操作采集進(jìn)了單片機。單片機通過自行設(shè)計的邏輯/差分電平轉(zhuǎn)換控制收發(fā)單元，擴展出了 I路RS232/485通信接口(RS232/485可以根據(jù)用戶和工程需要進(jìn)行選擇)，該接口與控制系統(tǒng)計算機相連接，通過該通信接口專用鍵盤就可以與控制系統(tǒng)計算機進(jìn)行通信，完成輸入、輸出的功能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明的外形三視圖
[0007]圖2為本發(fā)明的電器原理圖
【具體實施方式】
[0008]如圖1所示，海洋工程船舶專用鍵盤與控制系統(tǒng)計算機(10)連接；專用鍵盤的鍵盤接口和鼠標(biāo)接口與控制系統(tǒng)計算機(10)連接是采用DB9接口，DB9接口固定裝置能有效防止因船舶震動而造成的接口脫滑；專用鍵盤使用DC24V供電，因為DC24V電源是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電源，這樣專用鍵盤能很方便地取得電源；專用鍵盤表面采用PVC貼膜工藝，能達(dá)到IP22防護等級；按壓輕觸式按鈕，輸入需要一定的按壓力，在船舶駕駛過程中能有效避免誤操作；專用鍵盤采用嵌入式設(shè)計，能方便地嵌入控制臺中，在船舶搖晃環(huán)境下可最大程度地保證安全；專用鍵盤有36個按鍵和按鍵背光燈、38個指示燈、3個控制旋紐、一個軌跡球鼠標(biāo)，可在黑暗的環(huán)境中操作，可滿足旋鈕信號的特殊要求。
[0009]如圖2所示，一種海洋工程船舶專用鍵盤包括:單片機(I)、24S5電源(2)和(3)、控制面板(4)、控制旋鈕(5)、6B595芯片(6)、38個指示LED(8)、36個背景LED(9)、邏輯/差分電平轉(zhuǎn)換控制收發(fā)單元(7)，專用鍵盤與控制系統(tǒng)控制計算機(10)連接。
[0010]單片機(I)是系統(tǒng)的處理核心，24S5電源⑵和(3)通過外加DC24V電源轉(zhuǎn)換成5V工作電源給單片機(I)和邏輯/差分電平轉(zhuǎn)換控制收發(fā)單元(7)供電，控制旋鈕(5)是3組旋鈕輸入單元，每個旋鈕通過LM358雙運算放大器將電壓信號送至單片機(I)的ΑΙΝ0.0~ΑΙΝΟ.2進(jìn)行采集，他們所使用的基準(zhǔn)電壓2.4V是由單片機(I)的Vkef引腳接來?？刂泼姘?4)的36個按鍵輸入單元，它將36個按鍵信號直接接入單片機(I)的Ρ4.0~Ρ4.7、Ρ5.0 ~Ρ5.7、Ρ6.0 ~Ρ6.7、Ρ2.0 ~Ρ2.7、Ρ7.0 ~Ρ7.3 引腳。單片機(I)采集控制面板(4)、控制旋鈕(5)的信號后，將信號進(jìn)行打包通過邏輯/差分電平轉(zhuǎn)換控制收發(fā)單元
(7)，將邏輯電平轉(zhuǎn)換成RS232或485信號進(jìn)入動態(tài)跟蹤與動力定位系統(tǒng)控制計算機(10)，
(10)經(jīng)過判斷后將操作決定通過收發(fā)單元(7)再發(fā)送給單片機(1)，單片機(I)根據(jù)控制計算機(10)的操作請求通過SPI總線到6Β595芯片(6)，6Β595芯片(6)根據(jù)單片機(I)發(fā)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作 ，點亮或熄滅38個指示LED (8)和36個背景LED (9)。單片機(I)還會根據(jù)控制旋鈕(5)中“Dim”信號對38個指示LED (8)和36個背景LED (9)進(jìn)行調(diào)光處理。
[0011]系統(tǒng)啟動后24S5電源(2)對單片機(1)、24S5電源(3)對收發(fā)單元(7)開始供電，單片機(I)和收發(fā)單元(7)開始工作，單片機(I)首先通過6B595芯片(6)向36個背景LED (9)發(fā)送工作狀態(tài)，即打開(9)中所有輸出(啟動背光)，此后單片機(I)開始讀取控制面板(4)和控制旋鈕(5)的工作狀態(tài)和數(shù)據(jù)，單片機(I)將讀取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和打包(串口包)，打包完成后單片機(I)根據(jù)自身定時器的中斷請求判斷是否到了發(fā)送時間，如“是”則將打好的串口包發(fā)送給收發(fā)單元(7)，收發(fā)單元(7)將單片機(I)發(fā)來的數(shù)據(jù)電平進(jìn)行轉(zhuǎn)換，再將轉(zhuǎn)換完畢后的數(shù)據(jù)實時地傳送給控制計算機(10)，如“否”則繼續(xù)等待，控制計算機(10)接收到專用鍵盤發(fā)來的數(shù)據(jù)后經(jīng)過一系列處理、判斷，再將處理結(jié)果和工作發(fā)送給收發(fā)單元(7)，收發(fā)單元(7)將控制計算機(10)發(fā)來的數(shù)據(jù)電平進(jìn)行轉(zhuǎn)換再實時地傳送給單片機(1)，單片機(I)在接收到控制計算機(10)的數(shù)據(jù)包后對數(shù)據(jù)包進(jìn)行解包并處理，處理完畢后單片機(I)根據(jù)控制計算機(10)的請求操作輸出單元，即單片機(I)通過6B595芯片(6)向38個指示LED (8)和36個背景LED (9)發(fā)送控制計算機(10)請求的工作狀態(tài)，在完成上述操作后，單片機(I)就完成了一次工作周期，此后單片機(I)再開始讀取控制面板(4)和控制旋鈕(5)的工作狀態(tài)和數(shù)據(jù)，執(zhí)行后面的操作，如此循環(huán)直至程序被請求終止。用戶操作時就是操作控制面板(4)和控制旋鈕(5)上面的按鍵和旋鈕，并讀取38個指示LED (8)和36個背景LED (9)的指示。
【權(quán)利要求】
1.一種海洋工程船舶專用鍵盤，包括:單片機(1)、24S5電源(2)和(3)、控制面板(4)、控制旋鈕(5)、6B595芯片(6)、38個指示LED (8)、36個背景LED (9)、邏輯/差分電平轉(zhuǎn)換控制收發(fā)單元(7)，專用鍵盤與控制系統(tǒng)計算機(10)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海洋工程船舶專用鍵盤，其特征在于，單片機(1)貼焊在PCB板上，通過SPI總線連接10片6B595芯片(6)，擴展出80路輸出端口，用于控制面板上36個背景LED (9)和38個指示LED (8)，另外有36路開關(guān)輸入信號接入單片機(I)，用于采集用戶的按鍵操作，單片機通過PWM方式對面板上的36個背景LED (9)和38個指示LED (8)進(jìn)行調(diào)光，調(diào)光分十級每級對應(yīng)不同的亮度，單片機(I)通過邏輯/差分電平轉(zhuǎn)換控制收發(fā)單元(7)，擴展出了 I路RS232/485通信接口，該接口與控制系統(tǒng)計算機(10)相連接，完成輸入、輸出的功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海洋工程船舶專用鍵盤，其特征在于，控制旋鈕(5)使用3個2K的單圈繞線式電位器，通過3個LM358集成雙運算放大器設(shè)計的電壓跟隨裝置，配合單片機的Vkef從而將分得的Vkef輸入單片機的AINO.O~AIO.2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海洋工程船舶專用鍵盤，其特征在于，專用鍵盤的鍵盤接口和鼠標(biāo)接口與控制系統(tǒng)計算機(10)連接是采用DB9接口，使用DC24V供電，鍵盤表面采用PVC貼膜工藝，輕觸式按鈕，輸入需要一定的按壓力，專用鍵盤采用嵌入式設(shè)計。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海洋工程船舶專用鍵盤，其特征在于，24S5電源(2)和(3)通過外加DC24V電源轉(zhuǎn)換成5V工作電源給單片機(1)和邏輯/差分電平轉(zhuǎn)換控制收發(fā)單元(7)供電，控制旋鈕(5)所使用的基準(zhǔn)電壓2.4V是由單片機⑴的Vkef引腳接來，控制面板(4)的36個按鍵輸入單元，將36個按鍵信號直接接入單片機(1)的P4.0~P4.7、?5.0~P5.7、P6.0~P6.7、P2.0~P2.7、P7.0~P7.3引腳，單片機(1)采集控制面板(4)、控制旋鈕(5)的信號后，將信號進(jìn)行打包通過邏輯/差分電平轉(zhuǎn)換控制收發(fā)單元(7)，將邏輯電平轉(zhuǎn)換成RS232或485信號進(jìn)入控制系統(tǒng)計算機(10)，控制系統(tǒng)計算機(10)經(jīng)過判斷后將操作決定通過邏輯/差分電平轉(zhuǎn)換控制收發(fā)單元(7)再發(fā)送給單片機(1)，單片機(I)根據(jù)控制系統(tǒng)計算機(10)的操作請求通過SPI總線到6Β595芯片(6)，6Β595芯片(6)根據(jù)單片機⑴發(fā)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，點亮或熄滅38個指示LED⑶和36個背景LED (9)，單片機(I)根據(jù)控制旋鈕(5)中“Dim”信號對38個指示LED (8)和36個背景LED (9)進(jìn)行調(diào)光處理。
【文檔編號】G06F3/02GK103902048SQ201210566425
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月25日
【發(fā)明者】周志玉 申請人:周志玉