本发明专利技术公开了一种非接触式小型键盘，包括多个按键位、传感模块和处理模块，所述处理模块由嵌入式微控制器电路构成，微控制器电路中设有键盘输出接口，其特征在于：所述传感模块为电容传感模块，所述每一按键位由所述电容传感模块的至少一个传感电极构成。本发明专利技术通过电容式传感装置实现了非接触式键盘，由于不需要接触，避免了机械键盘的磨损，也可有效预防细菌通过接触传播，特别适用于公共场所的各种应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种计算机系统的输入装置，尤其涉及一种非接触式的输入用键盘， 可用于通用计算机和各种嵌入式系统中作为输入装置使用。
技术介绍
传统的机械式按键由于存在机械结构，尤其是弹性复位装置，长期使用容易损坏。 为解决上述问题，出现了感应式的键盘。例如，中国专利技术专利申请CN101334705A公开了一种利用触摸感应键盘输入控制命令的方法及移动终端，但是，其采用的感应方式是一种接触式感应的方法，要求使用者的手指必须接触键盘。然而，在公共场合，尤其是在医院等场所，如果使用传统的键盘，需要用手去接触， 容易导致病菌传播。而随着自动化技术在各种领域的应用，人们接触按键的机会也越来越多，在许多设备如电话机、计算机、电梯、自动信息咨询机、自动售票机、自动柜员机等设备中，都需要使用到各种各样的按键，并且公共场合，这类设备的使用者众多，因此，为提高公共卫生水平，需要使用可靠的非接触式的键盘。中国专利技术专利CN101013346A公开了一种具有保密、保洁功能的非接触性全息键盘装置，属于非接触式的键盘，但是，其采用全息成像技术集成了屏幕界面和计算机键盘显示，比较复杂而且不易使用。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是提供一种非接触式键盘，该键盘应当能够稳定地工作，灵敏地识别按键需求，而且不易出现抖动现象，以满足公共场所使用需要。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是一种非接触式键盘，包括多个按键位、传感模块和处理模块，所述处理模块由嵌入式微控制器电路构成，微控制器电路中设有键盘输出接口，所述传感模块为电容传感模块，所述每一按键位由所述电容传感模块的至少一个传感电极构成。优选的技术方案，所述嵌入式微控制器电路采用飞思卡尔32位USB芯片MCF52223 作为主控芯片；所述电容传感模块采用飞思卡尔的传感器芯片MC34940，主控芯片的输出端口通过3根片选线连接控制传感器芯片，传感器芯片的LEVEL引脚7连接主控芯片的A/ D采集引脚。上述技术方案中，所述电容传感模块利用飞思卡尔的感应传感器芯片MC34940，这种芯片目前一般用作测量感应，被借用到本专利技术中，作为电容传感模块。它的基本原理是利用电场和电容的关系，MC34940芯片引脚本身提供一正电极，当人体的手接近(约1 IOmm 距离)这个电极时(不需要直接接触)，便能产生电场(相当于构成一电容)，根据电容的公式 电容与两个电极的相对面积成正比，和两个电极间的距离成反比，而电压与1/C成反比，从而当外界物体(金属、人体、塑料等)与电极越接近，产生的电场越强，电容就越大，从而电压就越大。MC34940芯片引脚7上的电压输出会根据某电极上物体的接近或远离而发生增大和减小，主控芯片通过检测MC34940芯片引脚7上的电压变化来判定有无手指或物体接近。 当电压达到定义的极值时就认为该按键被按下。上述技术方案中，所述传感器芯片的7个传感电极构成7个按键位。上述技术方案中，采用定时扫描法轮询各个传感电极的电压输出，当A/D采集引脚上接收的值大于预设定阈值时，判定对应该传感电极的按键被按下。上文中的预设定阈值可以通过试验选择，主要目的是用于区分按键是否真正被按下。MC34940引脚7上的电平变化转换成A/D值大小的变化，在实践中当人员手指或物体距离电极近1厘米时，测得的A/D (12位精度)值变化有400左右，所以可以通过A/D值的变化确定按键是否被真正的按下。同时为了去抖动，在软件上可以采用延迟等待抖动的消失或多次识别判定。在定时扫描时，所述主控芯片通过3根片选线依次选择传感器芯片7个传感电极中的一个，未被选中的传感电极接地。依次这样扫描即可有效解决重键问题。本专利技术的上述技术方案可以作为单个键盘使用，也可以作为一个USB设备即插即用与USB主机设备(如电脑)相结合使用。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点1.本专利技术通过电容式传感装置实现了非接触式键盘，由于不需要接触，避免了机械键盘的磨损，也可有效预防细菌通过接触传播，特别适用于公共场所的各种应用。2.本专利技术通过A/D采集并与预设定阈值比较，保证了按键的可靠，同时，通过片选线控制传感电极接地，有效解决了重键问题。附图说明图1是本专利技术实施例一的系统框图示意图。图2是实施例一中采用的传感器芯片MC34940的连接原理图。具体实施例方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述实施例一参见图1和图2所示，一种非接触式键盘，采用飞思卡尔32位USB芯片 MCF52223作为主控芯片，通过3根片选线(A、B、C)控制MC34940传感器芯片，MC34940引脚 7与MCF52223芯片的A/D采集引脚相连接。整个设计可以作为单个键盘使用，也可以作为一个USB设备即插即用与USB主机设备(如电脑)相结合使用。通过对MC34940芯片7个电极的可提供7个“按键”。这种键盘，通过软件编程可实现1 IOmm距离内作为按键被按下，这样就不需要直接接触了。其可应用于各种场合，尤其适用于如电梯按键、ATM机按键、楼梯照明按键等按键需要数量少，但对公共卫生要求高的场合。本方法设计的非接触式键盘能够稳定工作，很好地识别哪个键有按下动作，具有较高的灵敏度而且不易出现抖动。这一非接触式键盘可以有效地避免机械磨损，而且无需人员手指接触键盘，非常适用于公共场所如走廊灯光开关，也适用于医院电梯等卫生要求较高的场合。本方法具有广阔的应用前景和较高的实用价值。本文档来自技高网...
【技术保护点】
１． 一种非接触式键盘，包括多个按键位、传感模块和处理模块，所述处理模块由嵌入式微控制器电路构成，微控制器电路中设有键盘输出接口，其特征在于：所述传感模块为电容传感模块，所述每一按键位由所述电容传感模块的至少一个传感电极构成。
【技术特征摘要】
1.一种非接触式键盘，包括多个按键位、传感模块和处理模块，所述处理模块由嵌入式微控制器电路构成，微控制器电路中设有键盘输出接口，其特征在于所述传感模块为电容传感模块，所述每一按键位由所述电容传感模块的至少一个传感电极构成。2.根据权利要求1所述的非接触式键盘，其特征在于所述嵌入式微控制器电路采用飞思卡尔32位USB芯片MCF52223作为主控芯片；所述电容传感模块利用飞思卡尔的感应传感器芯片MC34940，主控芯片的输出端口通过3根片选线连接控制传感器芯片，传...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宜怀，陈建明，吴瑾，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：32
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