Другие типы индикаторов
Описанные выше типы индикаторов широко применяются в различных радиоэлектронных устройствах бытового назначения и в технических приложениях. Основным критерием их преимущественного распространения являются высокие эксплуатационные качества по потребляемой мощности, надежности, долговечности, стоимости и простоте схем управления.
Для полноты картины перечислим некоторые другие типы индикаторов, не вошедшие в перечисленные выше типы:
накальные индикаторы - лампы;
накальные вакуумные индикаторы;
накальные индикаторы на флуоресцирующих стеклах;
газоразрядные неоновые лампы;
газовые электронно-световые индикаторы;
тиратроны тлеющего разряда;
газоразрядные знаковые индикаторы;
газоразрядные индикаторные панели;
электронно - лучевые индикаторы;
пневматические индикаторы;
термоиндикаторы и т.д.
Ввод информации в микро-эвм
При работе с радиоэлектронной аппаратурой пользователь выражает свои желания с помощью устройства ввода. В качестве устройства ввода выступает клавиатура. Клавиатура - это набор коммутационных элементов - клавиш, при воздействии на которые формируются электрические сигналы.
Принципы, заложенные в реализацию таких элементов, могут быть различными. По виду воздействия можно выделить клавиши нажатия (тактильные) и прикосновения (сенсорные). Различают также контактные и бесконтактные клавишные устройства.
В контактных элементах механическое воздействие на клавишу приводит к переключению электромеханического контакта. Такие устройства отличаются низкой стоимостью, простотой конструкции, возможностью коммутации довольно большой мощности, огромным числом допустимых переключений.
Улучшенным вариантом электромеханических контактов являются герконы - герметизированные контакты, располагаемые в герметичном стеклянном баллоне. Срабатывание происходит при воздействии на контакты магнитного поля от маленького магнита или электромагнитной катушки.
В бесконтактных клавишах используются переключатели, управляемые магнитным полем, световым излучением, или воздействием от индукционных датчиков. К бесконтактным относятся и сенсорные переключатели.
При малом числе клавиш пару проводов от каждой клавиши можно завести прямо на устройство управления. При увеличении числа клавиш до десяти и более, значительно возрастает число проводов. Поэтому клавиши подключают по матричной схеме (рисунок 5.19).
При матричной схеме организации клавиатуры процесс работы состоит из фазы вывода на столбцы кода сканирования и фазы считывания кода со строк. Код сканирования состоит из всех логических единиц и одного логического нуля. Нулевой потенциал в каждый момент времени подается только на один столбец. Если столбец, подключенный к нулевому значению, не содержит нажатых клавиш, то на всех строках считывается логическая единица. Устройство обслуживания клавиатуры в этом случае считает, что данный столбец опрошен и нажатых клавиш нет.
Далее, логический нуль смещается на одну позицию, для активизации следующего столбца. Процесс считывания строк повторяется. Таким образом, в процессе перебора всех столбцов (сканирование столбцов), может быть обнаружена нажатая клавиша. Номер столбца определяется по позиции логического нуля, а строка с нажатой клавишей также будет содержать нулевое значение.
Рисунок 5.19 - Структура матричной клавиатуры
Адрес клавиши (столбец, строка) однозначно определяет ее позицию и, таким образом, позволяет определить ее значение (функцию). В устройство управления, работающее с клавиатурой, обычно закладывается функция устранения дребезга контактов (антидребезг). Дребезг контактов объясняется тем, что механические контакты при включении замыкаются не сразу. За короткое время контактное сопротивление изменяется скачкообразно несколько раз. Контакты как бы ударяются и отскакивают друг от друга, как мячики. Антидребезг срабатывает при повторном считывании кода клавиши через небольшое время, порядка 20·10-3 секунды. За это время дребезжание заканчивается, и устройство фиксирует нажатие клавиши.
Еще одной проблемой является одновременное нажатие нескольких клавиш. В этом случае клавиатура обычно блокируется на небольшое время, и опрос повторяется с задержкой. Блокировка клавиатуры будет повторяться либо до момента отпускания всех клавиш, либо до фиксации всего одной нажатой клавиши. В любом случае неправильный код с клавиатуры не обрабатывается. Так гарантируется правильность работы всего устройства.
В случае использования микро-ЭВМ, имеющей встроенный Аналого-цифровой преобразователь, можно организовать клавиатуру по схеме с делителями напряжения (рисунок 5.20).
Рисунок 5.20 - Клавиатура с делителями напряжения
На аналоговый вход АЦП In_ADC подключается цепочка делителей напряжения R. Каждая нажатая клавиша заземляет часть цепочки делителей. На входе АЦП при этом изменяется входное напряжение. Таким образом, код, вычисленный на АЦП, однозначно определяет номер нажатой клавиши. Количество клавиш при 8 битовом АЦП не может превышать 255.
Достоинствами такой клавиатуры следует отметить малое число задействованных входов микро-ЭВМ, простоту алгоритма вычисления номера нажатой клавиши. Устранение дребезга происходит при повторных запусках АЦП. Достаточно несколько раз подряд определить нажатие одной и той же клавиши и можно считать ее нажатой. Отсутствие нажатых клавиш определяется очень легко по значению кода АЦП.
В такой клавиатуре просто решается вопрос обработки нескольких, одновременно нажатых, клавиш. В этом случае будет определен код наиболее близкой ко входу АЦП клавиши.