一种基于RS232串口通信的矩阵键盘制造技术

本发明专利技术公开了一种基于RS232串口通信的矩阵键盘，涉及电子电路技术，解决现有矩阵键盘占用MCU资源多的技术问题，本发明专利技术包括包括PCB板，PCB板顶面设有多个呈M行、N列布置的按键开关，PCB板底面设有控制芯片，同一行内的按键开关的输入端口对应连接控制芯片的同一个输出端口，同一列内的按键开关的输出端口对应连接控制芯片的同一个输入端口，控制芯片实时扫描各按键开关的状态，并通过RS232串口通信协议将各按键开关的状态发送给MCU芯片。本发明专利技术通过控制芯片实时扫描各按键开关的状态，并通过RS232串口通信协议发送给MCU芯片，只需占用MCU芯片的一个I/O口，将行列扫描的任务交由控制芯片完成，而MCU仅需接收按键状态，能够大大减小MCU的占用资源，效率显著提升。

【技术实现步骤摘要】
一种基于RS232串口通信的矩阵键盘
本专利技术涉及电子电路技术，更具体地说，它涉及一种基于RS232串口通信的矩阵键盘。
技术介绍
现代电子行业的快速发展使电子开发人员对于各种基础的电子设备都需要更方便的使用，对于矩阵键盘也不例外。现有的技术中，矩阵键盘主要的使用方式还是通过行列扫描法的方式进行对按键的判断，这样既浪费主MCU(MicrocontrollerUnit)的资源，也增加了函数的执行时间，在一些对于按键的判断需要迅速反应以及多种按键触发方式的场合，传统的行列扫描法显然不太适合。现有的技术中，将矩阵键盘与控制模块进行组装式的使用，或者无控制模块；需要使用者从底层代码开始写起，这将增加使用者的难度或者某产品的开发周期。现有的技术中，与矩阵键盘的控制模块通信速率单一，且不可更改；更换使用环境时，也许通信速率要求不一样，而单一的、不可更改的通讯速率将成为矩阵键盘使用的阻碍。现有的技术中，按键的触发方式单一，且不可更改；在需要修改触发方式时，需要修改底层代码，这将成为使用者的一大阻碍。现有的技术中，往往忽略了按键的消抖，当矩阵键盘处于强干扰环境中，往往会造成按键状态的误判，导致系统出错。现有的技术中，通常采用被动的方式将按键的状态信息传递给MCU，这种方式将需要MCU不断的对矩阵键盘进行扫描，占用的MCU资源较多。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术中矩阵键盘占用的MCU资源较多的技术问题，本专利技术提供一种占用的MCU资源少的基于RS232串口通信的矩阵键盘。本专利技术的技术方案是：一种基于RS232串口通信的矩阵键盘，包括PCB板，所述PCB板顶面设有多个呈M行、N列布置的按键开关，所述PCB板底面设有控制芯片，同一行内的按键开关的输入端口对应连接所述控制芯片的同一个输出端口，同一列内的按键开关的输出端口对应连接所述控制芯片的同一个输入端口，所述控制芯片实时扫描各所述按键开关的状态，并通过RS232串口通信协议将各所述按键开关的状态发送给MCU芯片。作为进一步地改进，所述PCB板的四个角分别设有六角铜柱。进一步地，所述PCB板上设有指示电路，所述指示电路包括串联的第一电阻、第一LED灯，所述第一电阻的一端连接所述控制芯片的电源输入端口，所述第一LED灯的负极接地。进一步地，所述PCB板上设有连接所述控制芯片的排针。进一步地，所述排针的相邻两针之间的间距为1.25mm～7.62mm。进一步地，所述控制芯片为型号为STC15W408AS的单片机。进一步地，当所述控制芯片实时扫描各所述按键开关的状态时，通过状态机来对各所述按键开关进行亚稳态消抖处理。进一步地，所述控制芯片通过RS232协议接收第一特定指令进行更改各所述按键开关的触发方式。进一步地，所述控制芯片通过RS232协议接收第二特定指令进行更改所述控制芯片通信的波特率，所述波特率至少包括4800、9600、19200、115200。有益效果本专利技术与现有技术相比，具有的优点为：1.本专利技术通过控制芯片实时扫描各按键开关的状态，并主动通过RS232协议发送给MCU芯片，只需占用MCU芯片的一个I/O口，将行列扫描的任务交由控制芯片完成，而MCU仅需接收按键状态，能够大大减小MCU的占用资源，效率显著提升。2.矩阵键盘与矩阵键盘的控制电路结合成一体式，减少了中间环节，能够更方便使用。3.通信速率、按键触发方式、按键触发频率都可随时更改，为使用者提供更多的选择，方便在各种环境的应用。4.增加了软件方式的按键消抖，能更有效的防止外界的干扰。附图说明图1为本专利技术顶部的结构示意图；图2为本专利技术底部的结构示意图；图3为本专利技术的电路图；图4为本专利技术中PCB板顶部的结构示意图；图5为本专利技术中PCB板底部的结构示意图；图6为本专利技术中PCB板顶部丝印层的结构示意图；图7为本专利技术中PCB板底部丝印层的结构示意图。其中：1-PCB板、2-按键开关、3-六角铜柱、4-指示电路、U1-控制芯片、R1-第一电阻、LED1-第一LED灯、JP1-排针。具体实施方式下面结合附图中的具体实施例对本专利技术做进一步的说明。参阅图1-7，一种基于RS232串口通信的矩阵键盘，包括PCB板1，PCB板1顶面设有多个呈M行、N列布置的按键开关2，其中4≤M≤5，2≤N≤5，为用户提供多种选择，以便于在不同场合中应用。PCB板1底面设有控制芯片U1，同一行内的按键开关2的输入端口对应连接控制芯片U1的同一个输出端口，即，M行按键开关2需要M个控制芯片U1的输出端口。同一列内的按键开关2的输出端口对应连接控制芯片U1的同一个输入端口，即，N列按键开关2需要N个控制芯片U1的输入端口。当然也可以反过来，按键开关2的输入端口连接控制芯片U1的输入端口，按键开关2的输出端口连接控制芯片U1的输出端口。控制芯片U1实时扫描各按键开关2的状态，并通过RS232串口通信协议将各按键开关2的状态发送给MCU芯片。如图3所示，在本实施例中，M＝N＝4，矩阵键盘为4×4的结构，包括SW1～SW16按键开关，4行按键开关2的输入端口对应连接控制芯片U1的P3.4～P3.7输出端口，4列按键开关2的输出端口对应连接控制芯片U1的P1.0、P1.1、P1.6、P1.7输出端口。控制芯片U1为型号为STC15W408AS的单片机，STC15W408AS单片机最小系统由STC15W408AS芯片中的1号至4号引脚、6号、8至10号引脚、13至16号引脚所构成；最小系统采用STC15W408AS单片机芯片内部振荡器，以节省制作成本。PCB板1上设有指示电路4，指示电路4包括串联的第一电阻R1、第一LED灯LED1，第一电阻R1的一端连接控制芯片U1的电源输入端口，第一LED灯LED1的负极接地，当接通电源，第一LED灯LED1亮起，系统处于工作状态，便于使用者判断本专利技术是否处于工作状态。PCB板1上设有连接控制芯片U1的排针JP1，排针JP1共有12个引脚，排布方式呈一字线性排布，所对应引脚号为1～12号，其中1～4号、9～12号引脚为使用者提供了传统矩阵键盘的行列扫描方式，5～6号引脚分别为供电的正极与负极，7～8号引脚分别为RS232串口通信的数据接收引脚与数据发送引脚。排针JP1的相邻两针之间的间距为1.25mm～7.62mm，方便使用者在不同场合的应用。PCB板1的四个角分别设有六角铜柱3，方便安装在不同设备上。六角铜柱3可以根据使用者喜好决定是否安装；六角铜柱3的长度也可根据需求进行合理选择，以提高使用时的舒适性。按键开关2、STC15W408AS单片机、排针JP1、第一LED灯LED1通过焊接的方式固定在对应部位。当控制芯片U1实时扫描各按键开关2的状态时，通过状态机来对各按键开关2进行亚稳态消抖处理。其中，状态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于RS232串口通信的矩阵键盘，其特征在于，包括PCB板(1)，所述PCB板(1)顶面设有多个呈M行、N列布置的按键开关(2)，所述PCB板(1)底面设有控制芯片(U1)，同一行内的按键开关(2)的输入端口对应连接所述控制芯片(U1)的同一个输出端口，同一列内的按键开关(2)的输出端口对应连接所述控制芯片(U1)的同一个输入端口，所述控制芯片(U1)实时扫描各所述按键开关(2)的状态，并通过RS232协议将各所述按键开关(2)的状态发送给MCU芯片。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于RS232串口通信的矩阵键盘，其特征在于，包括PCB板(1)，所述PCB板(1)顶面设有多个呈M行、N列布置的按键开关(2)，所述PCB板(1)底面设有控制芯片(U1)，同一行内的按键开关(2)的输入端口对应连接所述控制芯片(U1)的同一个输出端口，同一列内的按键开关(2)的输出端口对应连接所述控制芯片(U1)的同一个输入端口，所述控制芯片(U1)实时扫描各所述按键开关(2)的状态，并通过RS232协议将各所述按键开关(2)的状态发送给MCU芯片。


2.根据权利要求1所述的一种基于RS232串口通信的矩阵键盘，其特征在于，所述PCB板(1)的四个角分别设有六角铜柱(3)。


3.根据权利要求1所述的一种基于RS232串口通信的矩阵键盘，其特征在于，所述PCB板(1)上设有指示电路(4)，所述指示电路(4)包括串联的第一电阻(R1)、第一LED灯(LED1)，所述第一电阻(R1)的一端连接所述控制芯片(U1)的电源输入端口，所述第一LED灯(LED1)的负极接地。


4.根据权利要求1所述的一种基于RS232串口通信的矩阵键盘，其特征在于，所述PCB板(1)上设有连接所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李佑长，祝伟文，雷棋淯，覃孟扬，
申请(专利权)人：玉林师范学院，
类型：发明
国别省市：广西;45