1.引言

　　對于工業控制微機系統來說輸入設備鍵盤幾乎是必不可少的。在按鍵數目較少時,一般直接利用按鍵控制接口線的高低電平來表示,因此需要相應的接口支持,由于單片工業控制微機系統接口線數目有限,為了減少占用接口線常常采用一鍵定義多功能,但這又增加了軟件的復雜性;在按鍵數目較多時,則大多采用動態掃描的方式構成鍵盤矩陣,這種鍵盤雖然結構原理簡單,驅動程序易于設計,但是在具體實現時往往需要花很多的時間去設計印刷電路板、考慮面板布局,而且在硬件資源比較緊張時,還要考慮擴充I/O口,從而使得電路變得越來越復雜。

　　2.系統簡介

　　本文介紹一種利用紅外線發射裝置作為工業控制計算機輸入鍵盤的接口原理和實現方法,該接口可以最大限度地減少對單片機系統的硬件資源要求,僅占用一根接口線,在系統的面板上只需一個小的接收窗。整個接口由發射和接收兩部分組成。對于單片工業控制微機系統所需的按鍵數目少于30時,發射部分可以直接使用成品紅外遙控發射器,如果自行設計發射部分,則可以支持60個鍵左右,其中有兩鍵用于構成組合按鍵。接收部分的接口電路也非常簡單,無需布線,只要將成品模塊的輸出直接接到單片工業控制微機系統的任一I/O接口線即可,同時驅動程序也易于設計。由于鍵盤采用無線方式,因此所構成的單片機可以方便地滿足一些需要遠距離控制的場合,以及一些特殊場合,例如:單片工業控制微機系統在一個密封的容器內,通過玻璃小窗進行參數輸入或控制；單片工業控制微機周圍環境不適宜用戶近距離操作等。

　　3.紅外線遙控鍵盤的硬件組成

　　由集成芯片PT2248構成的紅外線遙控鍵盤發射電路見圖1。00H~09H為數字鍵，0AH為復位鍵，0BH為取消鍵。圖1紅外線遙控鍵盤發射電路原理圖

　　紅外線遙控鍵盤發射電路采用脈時調制（PPM）方式，將遙控指令調制成脈沖序列，并驅動紅外發射管以光脈沖的形式發送出去。遙控指令有12位碼組成，見表1。

　　C1C2C3HS1S2D1D2D3D4D5D6

　　表1遙控指令格式

　　C1，C2，C3是用戶碼，在T1，T2，T3與CODE之間分別接二極管則分別代表C1，C2，C3為高電平“1”，不接二極管則代表低電平“0”，圖2中C1C2C2=111。D1，D2，D3，D4，D5，D6是發送的數據碼，鍵號與鍵碼的對應關系見表2。

　　表2鍵號與鍵碼的對應關系

　　PT2248遙控指令的波形正脈沖的占空比為1/4時代表“0”，正脈沖的占空比為3/4時代

　　表“1”見圖2。

　　圖2遙控指令的波形圖

　　無論“0”還是“1”，發射時正脈沖被調制在38KHZ的載波上，載波的占空比為1/3，這樣有利于減少功耗。每個發送周期按C1，C1，C2，H，S1，S2，D1，D2，D3，D4，D5，D6的次序串行發送，總長度為48a，其中a為每位碼周期的1/4，其大小為：a=192/fosc秒=192/455KHE=0.422ms。按下00H~0BH中某個鍵時，輸出腳TXOUT發送兩個周期的12位碼，其間隔為80a。由GL3276A構成的紅外線遙控鍵盤接收電路見圖3。

圖3紅外線遙控鍵盤接收電路原理圖