[實(shí)用新型]一種測(cè)量按鈕開(kāi)關(guān)抖動(dòng)次數(shù)的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320727992.9
• 申請(qǐng)日: 2013-11-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203643573U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 歐偉明;劉歡;李圣清
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湖南工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/327
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/327;G01M13/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

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)

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)。

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。現(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

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。

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。

所述的按鈕開(kāi)關(guān)⑴，由按鈕開(kāi)關(guān)K1~K3和上拉電阻R1~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)。

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)，負(fù)脈沖電壓信號(hào)包括Key1、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]。

所述FPGA芯片是一種超大規(guī)模可編程邏輯器件，采用國(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。

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。總線驅(qū)動(dòng)器U1、U2的型號(hào)為74LS245。

所述的顯示模塊⑷，由240×128LCD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)。

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。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施實(shí)例的電路原理圖。

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

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。

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K1~K3和上拉電阻R1~R3構(gòu)成，其中K1~K3?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R1~R3的阻值為10kΩ；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)。

所述K1、K2、K3的左端連接在一起后與地相連接；K1、K2、K3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Key1、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。?

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U1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)。