以前用单片机设计的各种控制电路,大部分都设有机械键盘,而目前随着PC机(微机)的大量普及和广泛应用,部分单片机已通过PC机和单片机之间的串行或并行通信方式,对单片机进行更加方便快捷的管理和控制,而且有的PC机还可同时管理和控制多台单片机。为了继续使用和发挥以前单片机控制电路的各种控制功能,本文介绍利用Maxim公司生产的低导通电阻、高关断电阻的CMOS双4选1集成模拟开关MAX4618或MAX4582设计的集成模拟开关键盘来替代原有的机械键盘,实现了在不淘汰原有单片机控制电路的基础上,由PC机对单片机进行管理和控制。
图1为以前典型的单片机机械键盘电路,该电路是由行(I~IV)和列(I~IV)构成的16键的键盘电路,这种机械键盘上的每个键或部分键都已被赋予一定的功能。当某个键按下后,对应的行和列即被接通,例如7号键按下时,行II和列III被接通,在单片机控制电路扫描程序的作用下,可判断出7号键已被按下,于是单片机将按7号键的功能运行。

MAX4618和MAX4582的主要电参数如表1所示,二者的导通电阻R\(_{ON}\)均小于80Ω,特别是MAX4618的最大导通电阻只有10Ω,因此,模拟开关导通时可替代闭合的机械开关。从表1还可以看出,二者的关断电阻R\(_{off}\)都非常大,均大于1.2×10\(_{1}\)0Ω,于是集成模拟开关关断时,可视为断开的机械开关。实验证明,上述集成模拟开关都可构成理想的单片机集成模拟键盘。

图2是利用Maxim公司生产的CMOS双4选1集成模拟开关构成的单片机集成模拟开关键盘,地址AB对应内部的4选1模拟开关,地址CD对应内部的4选1模拟开关。地址码的逻辑关系和对应的键号如表2所示。当地址码DCBA为0110时,集成模拟开关K\(_{22}\)、K\(_{13}\)导通,对应的列号为II,行号为III,于是可知它所对应机械键盘的键号为10。图2中的4位地址码由PC机给出。PC机可给出并行码也可给出串行码,当给出串行码时,需外设串-并转换集成电路,把串行码转换为并行码。为操作方便,在PC机Windows界面下设计出原有机械键盘的所有功能键,然后编写一简单的控制程序使PC机发出并行码或串行码,从而实现PC机对单片机控制电路的近程或远程控制。经过对机械键盘的改造,不仅避免了机械键盘触点氧化引起的接触不良和按键抖动所带来的诸多不利影响,也使原有单片机控制电路的使用变得更加灵活,更加得心应手。


(苏永道)