一种总线式矿用集控键盘的制作方法

本技术属于矿用设备领域，特别涉及一种矿用集控键盘。

背景技术：

1、矿用集控操作键盘通常包括采煤机操作键盘、两立柱支架操作键盘和四立柱支架操作键盘，传统的矿用集控操作键盘采用一体化设计，根据按键、显示器与led灯的最大使用量，将其规划在同一个硬件电路中，这种设计使硬件电路板面积太大而导致生产成本高；电路出现故障后排查故障点难度增大而导致维护时间增加；电路板某部分损坏需要更换时而导致整体更换维修成本增高。

2、传统的矿用集控操作键盘使用单一的有线数据传输方式，当设备安装在易振动场所时，由于长期的振动容易导致传输线缆松动，导致数据传输失败，限制了其在矿业领域高频振动环境的应用需求。

技术实现思路

1、为解决以上的问题，本方法采用分体式硬件设计，将按键功能板与主控制器分成不同的硬件独立板，按键功能板与主控制板采用总线的方式进行连接。

2、本实用新型采用的技术方案为：一种总线式矿用集控键盘，包括：主控制板、独立扫描按键板、矩阵扫描按键板；且主控制板分别通过总线与独立扫描按键板、矩阵扫描按键板连接；

3、主控制板包括核心处理器、电源单元、总线接口，核心处理器采用型号为stm32f407zet6的芯片实现；所述电源单元通过总线接口为独立扫描按键板、矩阵扫描按键板供电；

4、独立扫描按键板包括：p1接口、第一矩阵芯片以及第一组led灯；核心处理器通过总线与第一矩阵芯片进行通信连接；p1接口包括与核心处理器连接的独立按键总线接口、与第一矩阵芯片连接的列扫描控制总线接口、与第一矩阵芯片连接的行扫描控制总线接口；第一组led灯在第一矩阵芯片的驱动下工作；

5、矩阵扫描按键板包括：cn1接口、第二矩阵芯片以及第二组led灯；核心处理器通过总线与第二矩阵芯片进行通信连接；cn1接口包括与核心处理器连接的矩阵按键总线接口、与第二矩阵芯片连接的列扫描控制总线接口、与第二矩阵芯片连接的行扫描控制总线接口；第二组led灯在第二矩阵芯片的驱动下工作。

6、本实用新型的有益效果：本实用新型的装置采用分体式硬件设计，根据功能单元不同划分3类功能单板，分别为独立按键与led灯单板、矩阵按键与led灯单板和主控制板单板，各单板采用总线式连接，有效减小了一体化设计硬件电路面积大，从而设备整体外观大、体积重的缺点；

7、独立按键与led灯单板提供可控制的16个按键与led灯，矩阵按键与led灯单板提供可控制的32个按键与led灯，主控制板中提供可控制的8个按键与led灯，主控制板中各具有2个独立与矩阵按键单板总线接口，装置整体可提供104个可控制的按键与led灯，根据采煤机集控操作键盘、两立柱集控操作键盘与四立柱集控操作键盘的不同功能需要，合理化灵活搭配不同的单板数量，避免一体化设计中按键与led灯浪费的情况，可降低装置的整体成本；

8、装置采用分体式硬件设计，使装置的整体功能分区布局不受分体式硬件设计的限制，硬件在集控操作台壳体的安装更具有灵活性；

9、装置采用分体式硬件设计，根据不同的功能单板设计，使装置在后期使用与维修中可以快速定位功能单板，节约排查与维修的时间；

10、装置采用分体式硬件设计，在维修中需要替换硬件时，相对一体化设计的整体替换而言，分体式只需要替换单一的维修单板，维修成本降低；

11、装置采用有线与无线两种模式进行传输数据，有线传输通道提供常用的rs422、rs485、can与以太网通道，无线通道采用wifi进行数据传输，两种模式的多种传输通道可以任意搭配使用，从而保证数据传输的稳定性与可靠性，可灵活应用在不同的环境中。

技术特征：

1.一种总线式矿用集控键盘，其特征在于，包括：主控制板、独立扫描按键板、矩阵扫描按键板；且主控制板分别通过总线与独立扫描按键板、矩阵扫描按键板连接；

2.根据权利要求1所述的一种总线式矿用集控键盘，其特征在于，第一矩阵芯片、第二矩阵芯片具体采用型号为ch452a的矩阵扫描芯片实现。

3.根据权利要求2所述的一种总线式矿用集控键盘，其特征在于，各独立按键通过总线后具体由开关按键采用低电平有效的方式驱动。

4.根据权利要求3所述的一种总线式矿用集控键盘，其特征在于，每个独立按键还对应一条扫描线，用于获取独立按键的状态。

5.根据权利要求4所述的一种总线式矿用集控键盘，其特征在于，每条扫描线并联1个0.1uf的电容至gnd。

6.根据权利要求2所述的一种总线式矿用集控键盘，其特征在于，矩阵按键各列扫描线与一个10kω的电阻并联连接，各10kω的电阻还与3.3v电源连接，矩阵按键各列扫描线还与一个20ω的隔离耦合电阻串联连接。

7.根据权利要求6所述的一种总线式矿用集控键盘，其特征在于，在第二组led灯各自对应的列扫描线中串联一个20ω的隔离耦合电阻。

技术总结
本技术公开一种总线式矿用集控键盘，应用于矿用设备领域，针对传统的矿用集控操作键盘采用一体化设计，存在的硬件电路板面积太大而导致生产成本高的问题；本技术包括：主控制板、独立扫描按键板、矩阵扫描按键板；独立按键板与矩阵按键板通过总线的方式与主控制板进行连接，主控制板根据需要提供至少2路的独立按键与矩阵按键总线接口，同时主控制板保留一定数量的按键与LED灯，这样通过使用本技术提供的硬件电路可根据实际使用按键数量的多少，灵活搭配使用按键功能板的数量。

技术研发人员：杨虎腾,冯强,吴祥,陈茂川,李云峰,李正军,王强,周媛
受保护的技术使用者：四川航天电液控制有限公司
技术研发日：20240407
技术公布日：2025/1/6