專利名稱：一種機床操作面板的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機床操作面板，特別是一種數(shù)控機床操作面板。
背景技術：
傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)的機床操作面板都是通過數(shù)控系統(tǒng)所帶的PLC控制卡(可編程邏輯控制器)對波段開關、鍵盤矩陣和顯示燈矩陣進行連接和控制的，如圖4所示。而機床面板每一個按鈕/指示燈都要占用PLC的一個I/O(輸入/輸出)點。這種連接技術缺點是由使PLC的I/O點增加而造成PLC控制卡成本上升，連接電纜繁雜，連接的工作量大。

發(fā)明內容
本實用新型的目的在于優(yōu)化數(shù)控系統(tǒng)與機床操作面板間的連接結構，減少操作面板對PLC的I/O點的占用數(shù)量。
本實用新型公開了一種機床操作面板，由鍵盤控制器分別與可編程邏輯控制器、鍵盤矩陣、顯示燈矩陣和波段開關電連接。
本實用新型所述的機床操作面板，鍵盤控制器分別與可編程邏輯控制器、鍵盤矩陣、顯示燈矩陣和波段開關電連接，由于鍵盤控制器采用串行通訊方式，減少了對PLC控制卡的I/O的占用，使連接電纜更緊湊和簡約，連接的工作量更小。從而降低了數(shù)控機床面板成本。在鍵盤控制器與PLC控制卡之間連有串行通訊電平轉換器，操作面板通訊更可靠。


圖1為本實用新型原理方框圖；圖2為本實用新型工作方框流程圖；圖3為本實用新型的一個具體實施例；圖4為背景技術原理方框圖。
具體實施方式
如圖1所示，鍵盤控制器分別與鍵盤矩陣和波段開關電連接，波段開關可有二個。鍵盤控制器還分別與顯示燈矩陣和PLC控制卡電連接。由于鍵盤控制器采用了串行通訊方式，降低了鍵盤對PLC控制卡的I/O點的占用。為提高通訊可靠度，在鍵盤控制器與PLC控制卡之間還連接有串行通訊電平轉換器。
如圖3所示，鍵盤控制器上的編碼器采用芯片89C51的P1口作輸出鎖存，從P0口讀入鍵盤矩陣1上的鍵盤狀態(tài)，按鍵位于P0口和P1口各位線的交叉點上，形成鍵盤矩陣，P0口帶一上拉電阻。機床操作鍵盤通過擴展可達到256個鍵，外加兩個16位的波段開關。兩片芯片74HC245作為兩個16位波段開關的編碼輸入緩沖接口。串行通訊電平轉換器3采用RS422標準的26LS31和26LS32作信號轉換器。串行通訊電平轉換器與PLC控制卡的連接口為一個標準的DB15的連接器。機床控制面板顯示燈最多設計為共64個顯示燈矩陣(由于地址0AAH被用作鍵值奇偶錯誤返回)，顯示燈矩陣依次與由74HC373作為掃描片選芯片的鎖存器和由ULN2803芯片的電流驅動器相接，這樣的連接方式有兩組。
如圖2所示，先將圖1所示各元件初始化，再由鍵盤控制器掃描鍵盤。掃描鍵盤的方式是先將P1口各位置為0，即低電平，然后讀取P0口狀態(tài)，由于P0口各位有上拉，則在沒有按鍵按下的情況下是1；而當某位上有按鍵按下時，該位被拉到0。通過這樣的方法掃描是否有鍵按下。當發(fā)現(xiàn)有鍵按下后，讀取P0口被拉低的位，得到掃描列號，再順序上拉P1口各位，掃描P0口該位是否恢復為1，若恢復則對應P1口的位為掃描行號。這樣就得到鍵碼。
為消除按鍵引起的鍵碼抖動，設置了一個去抖程序，如圖2所示。去抖的方式是鍵盤控制器讀取按鍵兩次，第一次將讀得的鍵碼存入鍵盤控制器緩沖，第二次讀取的鍵碼與上次比較，若相同則確認，若不同則取消。在兩次掃描讀取期間，各有10ms的延時，共20ms，保證了消除抖動的影響。掃描鍵盤得到鍵碼，通過程序查表得到相對應的16進制鍵值，將鍵值由鍵盤控制器發(fā)送到PLC控制卡，也或將鍵值由鍵盤控制器經串行通訊電平轉換器發(fā)送至PLC控制卡。
鍵盤控制器掃描鍵盤的同時，不斷掃描兩個波段開關的狀態(tài)，如圖2所示。每次掃描得到結果與上一次掃描的結果比對，若不同則表示波段開關狀態(tài)已改變，并將此次掃描的結果發(fā)送到鍵盤控制器，并繼續(xù)掃描程序。機床狀態(tài)顯示燈由鍵盤控制器控制。鍵盤控制器通過串行口發(fā)送一個字節(jié)的控制與地址信號，最高位表示燈的亮與滅，低七位表示燈號地址。
在鍵盤掃描過程中，每1ms會產生一次中斷，如圖2虛線箭頭所示。中斷響應后鍵盤控制器讀取顯示緩沖，刷新一次狀態(tài)顯示燈。由于刷新速度比較快，操作者不會感到明顯的閃爍。鍵盤控制器在PLC控制卡送來置燈信號時會產生接收中斷，如圖2虛線箭頭所示，鍵盤控制器上的編碼器接收后對信號進行奇校驗，如發(fā)現(xiàn)錯誤，則丟棄接收信息并返回掃描程序；當校驗正確，則置相應的顯示緩沖位于鍵盤控制器，并返回掃描程序。
串行通訊采用11位異步通訊方式，即一個起始位+八個數(shù)據(jù)位(低位在前)+一個奇校驗位+一個停止位，波特率設置為2400bps，校驗位為奇校驗。通訊結束后則返回鍵盤掃描狀態(tài)。為提高信號抗電磁干擾能力，使用RS422標準的26LS32和26LS31轉換器進行信號轉換。為使通訊更可靠，通訊協(xié)議更設置了三次校驗，即每一幀數(shù)據(jù)都連續(xù)發(fā)送三次。接收方將三次結果進行比對，若其中至少兩次接收到的幀是相同的，則確認接收的結果；若三次接收的幀都不相同，則啟動報警信號。
權利要求1.一種機床操作面板，其特征在于由鍵盤控制器分別與可編程邏輯控制器、鍵盤矩陣、顯示燈矩陣和波段開關電連接。
2.據(jù)權利要求1所述的機床操作面板，其特征在于可編程邏輯控制器與鍵盤控制器之間連接有串行通訊電平轉換器。
3.據(jù)權利要求1所述的機床操作面板，其特征在于串行通訊電平轉換器為RS422轉換器。
4.據(jù)權利要求1所述的機床操作面板，其特征在于鍵盤矩陣有256個鍵。
5.據(jù)權利要求1所述的機床操作面板，其特征在于顯示燈矩陣有64個顯示燈。
專利摘要一種機床操作面板，鍵盤控制器分別與鍵盤矩陣、波段開關、顯示燈矩陣和與可編程邏輯控制器相電連。在鍵盤控制器與可編程邏輯控制器之間還可連接有串行通訊電平轉換器。工作時，鍵盤控制器掃描鍵盤和波段開關，并將掃描值或經串行通訊電平轉換器發(fā)送至可編程邏輯控制器。由于鍵盤控制器與可編程邏輯控制器之間使用串行通訊方式，減少了對可編程邏輯控制器的輸入/輸出點的占用，從而降低了成本。
文檔編號G06F3/023GK2698511SQ20042004346
公開日2005年5月11日 申請日期2004年3月15日 優(yōu)先權日2004年3月15日
發(fā)明者何英武, 梁漢彬 申請人:廣州數(shù)控設備有限公司