一種測(cè)量按鈕開(kāi)關(guān)抖動(dòng)次數(shù)的裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量按鈕開(kāi)關(guān)抖動(dòng)次數(shù)的裝置，其特征在于，它包括被檢測(cè)的按鈕開(kāi)關(guān)、FPGA邏輯控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、顯示模塊。所述的FPGA邏輯控制模塊由FPGA芯片和50MHz有源晶振組成，F(xiàn)PGA芯片型號(hào)為EP1K30TC144，其功能完全由其內(nèi)部純硬件電路完成，沒(méi)有CPU程序，所以該裝置的工作穩(wěn)定性高，能夠測(cè)量抖動(dòng)時(shí)間小到0.00002mS的按鈕開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)的機(jī)械抖動(dòng)，能夠準(zhǔn)確測(cè)量按鈕開(kāi)關(guān)在動(dòng)作時(shí)的機(jī)械抖動(dòng)次數(shù)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種測(cè)量按鈕開(kāi)關(guān)抖動(dòng)次數(shù)的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及測(cè)試儀器【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種測(cè)量按鈕開(kāi)關(guān)抖動(dòng)次數(shù)的裝置。【背景技術(shù)】
[0002]按鈕開(kāi)關(guān)作為主令電器在自動(dòng)控制設(shè)備中應(yīng)用非常廣泛，按鈕開(kāi)關(guān)在動(dòng)作時(shí)有機(jī)械抖動(dòng)發(fā)生，機(jī)械抖動(dòng)現(xiàn)象一般是人們不希望有的，因?yàn)樗赡軙?huì)使電路把按鈕開(kāi)關(guān)的一次動(dòng)作當(dāng)作多次動(dòng)作而誤處理，因此，人們常采用硬件或軟件的方法來(lái)消除機(jī)械抖動(dòng)的影響。當(dāng)按鈕開(kāi)關(guān)將出現(xiàn)故障前，按鈕開(kāi)關(guān)的抖動(dòng)次數(shù)、抖動(dòng)時(shí)間、抖動(dòng)頻率也會(huì)發(fā)生變化，采用測(cè)定按鈕開(kāi)關(guān)在動(dòng)作時(shí)的抖動(dòng)次數(shù)、抖動(dòng)時(shí)間、抖動(dòng)頻率，可以預(yù)測(cè)按鈕開(kāi)關(guān)的故障，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制設(shè)備的故障預(yù)測(cè)。
[0003]然而，由于按鈕開(kāi)關(guān)在動(dòng)作時(shí)的機(jī)械抖動(dòng)是隨機(jī)的，并且某一次機(jī)械抖動(dòng)的時(shí)間可能非常短，可能是納秒數(shù)量級(jí)，因此，采用傳統(tǒng)的電子電路來(lái)測(cè)量按鈕開(kāi)關(guān)在動(dòng)作時(shí)的機(jī)械抖動(dòng)，是非常困難的，甚至是不可能的?，F(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA芯片的出現(xiàn)，由于其工作速度很高，而且設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)非常方便，從而使得測(cè)量按鈕開(kāi)關(guān)在動(dòng)作時(shí)的機(jī)械抖動(dòng)成為可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了準(zhǔn)確測(cè)量按鈕開(kāi)關(guān)的抖動(dòng)次數(shù)，本實(shí)用新型提供一種測(cè)量按鈕開(kāi)關(guān)抖動(dòng)次數(shù)的裝置。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是:一種測(cè)量按鈕開(kāi)關(guān)抖動(dòng)次數(shù)的裝置，由按鈕開(kāi)關(guān)⑴、FPGA邏輯控制模塊⑵、驅(qū)動(dòng)模塊⑶、顯示模塊⑷構(gòu)成。按鈕開(kāi)關(guān)⑴連接至FPGA邏輯控制模塊⑵，F(xiàn)PGA邏輯控制模塊⑵連接至驅(qū)動(dòng)模塊⑶，驅(qū)動(dòng)模塊⑶與顯示模塊⑷相連接。
[0006]所述的按鈕 開(kāi)關(guān)⑴，由按鈕開(kāi)關(guān)Κ1?(3和上拉電阻Rf R3構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)將機(jī)械抖動(dòng)變換成電壓脈沖信號(hào)，具體是將按鈕開(kāi)關(guān)的每一次機(jī)械抖動(dòng)變換為一個(gè)負(fù)脈沖電壓信號(hào)。
[0007]所述的FPGA邏輯控制模塊⑵，由FPGA芯片和50MHz有源晶振組成，F(xiàn)PGA邏輯控制模塊⑵接收表不按鈕開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)的負(fù)脈沖電壓信號(hào)，經(jīng)FPGA芯片處理后輸出顯示控制信號(hào)，負(fù)脈沖電壓信號(hào)包括Keyl、Key2、Key3，顯示控制信號(hào)包括顯示數(shù)據(jù)Data[7..0]、控制信號(hào) Contrl [6..0]。
[0008]所述FPGA芯片是一種超大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷捎脟?guó)際標(biāo)準(zhǔn)的硬件描述語(yǔ)言進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，用戶對(duì)FPGA芯片完成設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)后，就成為了一種具有用戶所需要的特定功能的專(zhuān)用集成電路，這時(shí)FPGA芯片的功能完全由其內(nèi)部純硬件電路完成，所述FPGA芯片的型號(hào)是 EP1K30TC144。
[0009]所述的驅(qū)動(dòng)模塊⑶，由總線驅(qū)動(dòng)器U1~U2、上拉電阻R4~R5組成，接收顯示控制信號(hào)并驅(qū)動(dòng)顯示模塊⑷工作?？偩€驅(qū)動(dòng)器U1、U2的型號(hào)為74LS245。
[0010]所述的顯示模塊(4)，由240 X 128LCD點(diǎn)陣液晶顯示模塊LCM240128構(gòu)成，LCM240128顯示按鈕開(kāi)關(guān)K1~K3的抖動(dòng)次數(shù)。[0011]本實(shí)用新型的有益效果是，F(xiàn)PGA芯片EP1K30TC144的功能完全由其內(nèi)部純硬件電路完成，沒(méi)有CPU程序，所以該裝置的工作穩(wěn)定性高；由于FPGA芯片EP1K30TC144的工作速度很高，本裝置采用50MHz同步時(shí)鐘信號(hào)，能夠測(cè)量抖動(dòng)時(shí)間小到0.00002mS的按鈕開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)的機(jī)械抖動(dòng)，能夠準(zhǔn)確測(cè)量按鈕開(kāi)關(guān)在動(dòng)作時(shí)的機(jī)械抖動(dòng)次數(shù)；另外，該裝置的使用操作非常簡(jiǎn)單而方便。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
[0013]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施實(shí)例的電路原理圖。
[0014]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施實(shí)例中FPGA邏輯控制模塊的功能框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016]如圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施實(shí)例中，按鈕開(kāi)關(guān)⑴由Κ1?(3和上拉電阻RfR3構(gòu)成，其中Κ1?(3表示三個(gè)常開(kāi)按鈕開(kāi)關(guān)的機(jī)械觸點(diǎn)，上拉電阻Rf R3的阻值為IOkQ ;按鈕開(kāi)關(guān)⑴實(shí)現(xiàn)將按鈕開(kāi)關(guān)的機(jī)械抖動(dòng)變換成電壓脈沖信號(hào)，具體是將按鈕開(kāi)關(guān)的每一次機(jī)械抖動(dòng)變換為一個(gè)負(fù)脈沖電壓信號(hào)。
[0017]所述Κ1、Κ2、Κ3的左端連接在一起后與地相連接；Κ1、Κ2、Κ3的右端分別與上拉電阻R1、R2、R3連接，并且連接到FPGA芯片信號(hào)輸入端Keyl、Key2、Key3 ;所述上拉電阻R1~R3的上端連接至電源VCC，電源VCC是+5V直流電源。
[0018]如圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施實(shí)例中，F(xiàn)PGA邏輯控制模塊⑵由FPGA芯片Ul和50MHz有源晶振組成，接收表示按鈕開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)的負(fù)脈沖電壓信號(hào)，經(jīng)FPGA芯片處理后輸出顯示控制信號(hào)。
[0019]所述FPGA芯片Ul的型號(hào)為EP1K30TC144 ;所述50MHz有源晶振，產(chǎn)生的50MHz時(shí)鐘脈沖信號(hào)，作為FPGA芯片EP1K30TC144的同步時(shí)鐘信號(hào)，與EP1K30TC144的時(shí)鐘輸入端elk連接；所述負(fù)脈沖電壓信號(hào)包括Keyl、Key2、Key3 ;所述顯示控制信號(hào)，包括顯示數(shù)據(jù)Data[7..0]和控制信號(hào)Contrl [6..0]，其中，控制信號(hào)Contrl [6..0]與總線驅(qū)動(dòng)器U2的輸入端Α0-Α6連接，顯示數(shù)據(jù)Data [7..0]與總線驅(qū)動(dòng)器U3的輸入端A7~A0連接。
[0020]如圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施實(shí)例中，驅(qū)動(dòng)模塊⑶由排電阻R4~R5、總線驅(qū)動(dòng)器U2~U3構(gòu)成，接收顯示控制信號(hào)并驅(qū)動(dòng)LCM240128工作。
[0021]所述排電阻R4、R5的阻值為IkQ X 7，其上端連接至電源VCC，電源VCC是+5V直流電源，排電阻R4、R5的下端分別與總線驅(qū)動(dòng)器U2、U3的輸出端連接；所述總線驅(qū)動(dòng)器U2、U3的型號(hào)為74LS245，74LS245可用具有類(lèi)似功能的其他驅(qū)動(dòng)器代替，如74LS244等，U2的輸出信號(hào)Β0-Β6與LCM240128的7個(gè)控制輸入端連接，這7個(gè)控制輸入端的引腳號(hào)分別是
1、5、6、7、8、9、18，U3的輸出信號(hào)Β7~BO與LCM240128的8個(gè)數(shù)據(jù)輸入端D0~D7連接。
[0022]如圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施實(shí)例中，顯示模塊⑷由U4構(gòu)成，U4是240 X 128LCD點(diǎn)陣液晶顯示模塊，其型號(hào)為L(zhǎng)CM240128，在總線驅(qū)動(dòng)器U2、U3的驅(qū)動(dòng)下，LCM240128顯示按鈕開(kāi)關(guān)Κ2Κ3的抖動(dòng)次數(shù)。
[0023]如圖3 所示，F(xiàn)PGA芯片EP1K30TC144實(shí)現(xiàn)的功能包括輸入緩沖器、上升沿檢測(cè)加計(jì)數(shù)、下降沿檢測(cè)加計(jì)數(shù)、數(shù)字濾波器、LCD點(diǎn)陣掃描控制；EP1K30TC144的功能完全由其內(nèi)部純硬件電路完成，沒(méi)有CPU程序，所以該裝置的工作穩(wěn)定性高；EP1K30TC144接收表示按鈕開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)的負(fù)脈沖電壓信號(hào)Keyl、Key2、Key3，經(jīng)EP1K30TC144內(nèi)部電路處理后，輸出顯示控制信號(hào)，顯示控制信號(hào)包括顯示數(shù)據(jù)Data [7..0]和控制信號(hào)Contrl [6..0]。
【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)量按鈕開(kāi)關(guān)抖動(dòng)次數(shù)的裝置，其特征在于:由按鈕開(kāi)關(guān)⑴、FPGA邏輯控制模塊⑵、驅(qū)動(dòng)模塊⑶、顯示模塊⑷組成；所述的按鈕開(kāi)關(guān)⑴包括按鈕開(kāi)關(guān)Kl?K3、上拉電阻Rl?R3 ;所述的FPGA邏輯控制模塊⑵包括FPGA芯片；所述的驅(qū)動(dòng)模塊⑶包括總線驅(qū)動(dòng)器74LS245 ;所述的按鈕開(kāi)關(guān)Kl?K3的左端連接在一起后與地相連接，Kl?K3的右端分別與上拉電阻Rl?R3相連接并且連接到FPGA芯片的信號(hào)輸入端；FPGA芯片的信號(hào)輸出端與總線驅(qū)動(dòng)器74LS245的輸入端相連接；總線驅(qū)動(dòng)器74LS245的輸出端連接至顯示模塊⑷的輸入端。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量按鈕開(kāi)關(guān)抖動(dòng)次數(shù)的裝置，其特征在于，所述的FPGA邏輯控制模塊⑵由FPGA芯片和50MHz有源晶振組成，F(xiàn)PGA芯片型號(hào)為EP1K30TC144。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量按鈕開(kāi)關(guān)抖動(dòng)次數(shù)的裝置，其特征在于，所述的顯示模塊⑷由240X 128LCD點(diǎn)陣液晶顯示模塊LCM240128構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】G01M13/00GK203643573SQ201320727992
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】歐偉明, 劉歡, 李圣清 申請(qǐng)人:湖南工業(yè)大學(xué)