Кнопки, переключатели в схемах на МК

April 2, 2011 by admin Комментировать »

Механические кнопки и переключатели составляют логический каркас интерфейса пользователя («что, когда и как нажимать»). Выбираются они в первую очередь из эргономических соображений, а также согласно дизайну внешнего вида. Из электрических параметров наиболее критичными для сопряжения с МК являются рабочее напряжение (урдр^ и рабочий ток /рдр, (Табл. ЗЛ).

Таблица 3,7. Параметры переключателей и кнопок фирмы Switronic Industrial Corp.

 

Учитывая низковольтное питание схем с МК, можно сделать вывод, что стандартные кнопки и переключатели имеют значительный запас по напряжению коммутации. Иное дело рабочий ток. Его минимальное значение указывается далеко не во всех справочниках, и напрасно, ведь при токе ниже определённого минимума можно получить весьма неустойчивую коммутацию с продолжительным колебательным процессом. В технических условиях ЭРИ стран СНГ этот момент учитывается в виде «вилки» параметров (Табл. 3.8).

Таблица 3.8, Параметры переключателей и кнопок фирмы «Лтава»

 

Важность знания минимального рабочего тока можно продемонстрировать на примере зарубежных движковых переключателей серии «DIP-switch». Их параметры: = 1…500 мА, (/рд5 = 0.01…12 В, = 0.05…0.5 Ом. Следовательно, чтобы контакт был надёжным, нужен ток не менее 1 мА. Теперь ясно, что присоединять такой переключатель напрямую к МК нельзя из-за высокого сопротивления внутреннего «pull-up» резистора (десятки килоом). Требуется поставить внешний резистор сопротивлением не более 4.7 кОм при напряжении питания +5 В.

Ещё одна проблема заключается в так называемом «дребезге» или «шорохе» контактов. Это актуально для всех механических переключателей и кнопок, а также датчиков на их основе. Речь идёт о непроизвольных и непредсказуемых обрывах связи в первые 20…40,мс после нажатия/отпускания кнопки. Временные параметры «дребезга» контактов не регламентируются в даташитах и могут значительно отличаться в зависимости от конструкции переключателя, материала металлического покрытия, степени изношенности контактных групп.

Устранить «дребезг» контактов можно аппаратным или программным путём. В микроконтроллерных устройствах обычно используют программные задержки времени на 40…50 мс, а также многократные опросы «кнопочных» линий МК.

На Рис. 3.26, а…ф показаны схемы подключения к М К одиночных кнопок и переключателей, а на Рис. 3.27, а…к — многокнопочных блоков.

 

а) ток через замкнутую кнопку SB1 протекает по следующему пути: источник питания +5 В, внутренний «pull-up» резистор МК, внешний резистор RL Конденсатор С/ уменьшает наводки и радиоизлучение, а также снижает «дребезг» контактов. Резистор /?/служит защитой линии МК на случай программных сбоев и ошибок;

б) ток через кнопку определяется по формуле _ _ _ _

 

з) резисторы /?/…/?7образуют 15ысокоточный делитель, выходное напряжение которого зависит от состояния кнопок SBL..SB 16. АЦП МК измеряет это напряжение, устраняет программно «дребезг» контактов и принимает решение, какая из кнопок нажата;

и) через внутренний АЦП МК измеряется напряжение на делителе, образованном резисторами RJ…R8. Это напряжение будет разным в зависимости от порядко1Юго номера нажатого переключателя SL..S7. Если применить одинаковые резисторы /?/…/?^сопроти1ыением 4.7 кОм, то напряжение на входе МК будет обратно пропорциональным числу любых одновременно нажатых переключателей. Встречающиеся на практике сопротивления резисторов: /?, = 680 Ом, /?2 = 2.2 кОм, /?з = 4.7 кОм, R^ = 8.2 кОм, = \ 2 кОм, = 22 кОм, Rj = 47 кОм;

к) определение факта замыкания одной из четырёх кнопок SBI…SB4 измерением напряжения на конденсаторе С/ через АЦП МК. Кнопки имеют приоритет нажатия в зависимости от их порядкового номера. Например, если замкнута кнопка SB1, то кнопки SB2…SB4 не дeйcтIiyют. Если нажата кнопка то любая из оставшихся кнопок 5^/..может её «пересилить». Конденсатор С1 снижает помехи и наводки, но в не критичных случаях может отсутствовать.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты