基于傳感器的新型非接觸式鍵盤

三、總體設(shè)計

3.1發(fā)光二極管的模式

白天模式（日照光情況）

當(dāng)有手進行近距離懸空遮擋時，發(fā)光二極管狀態(tài)經(jīng)行改變，進行高阻態(tài)經(jīng)行讀取

當(dāng)手離開一定的感應(yīng)距離是，發(fā)光二極管又恢復(fù)到原來的狀態(tài)

夜間模式

在夜間無光源的時候，發(fā)光二極管轉(zhuǎn)換成發(fā)光狀態(tài)成為光源。一則可以用來眼睛亮提供光線，用于照明使用；二則對于LED經(jīng)行提供照明，能經(jīng)行按鍵的判別。

當(dāng)光源足夠的情況下，沒有遮擋是正常使用狀態(tài)，當(dāng)有手進行一定距離的遮擋時即判為非常態(tài)，發(fā)光二極管狀態(tài)發(fā)生

當(dāng)手離開遮擋的距離時，發(fā)光二極管又恢復(fù)到原來的狀態(tài)。

具體的工作原理

兩個相同的led近距離的擺放在一個光纖封閉的房間里，作為光伏轉(zhuǎn)換的參照性特征。選擇電阻和電源構(gòu)建一個典型的Led發(fā)光電路。

3.2發(fā)光二極管的光強度測試?yán)碚摚〞何赐瓿蓪崿F(xiàn)）

LED電路應(yīng)保證陽極能有效接+5V(1發(fā)光模式)和被拉地(2反向偏執(zhí)，3讀值狀態(tài))。

LED電路應(yīng)保證陰極能處于GND（1發(fā)光模式），+5V（2方向偏執(zhí)，LED充電（要能 提供電流的驅(qū)動能力）），IO輸入（3讀值狀態(tài)）。

狀態(tài)1 正向?qū)↙ED發(fā)光。

狀態(tài)2 LED方向通電，電路對LED內(nèi)部電容充電。充電后LED能保持+5V一段時間

狀態(tài)3 正極地，陰極接端口高阻狀態(tài)。則LED內(nèi)部電容和光電流源形成一個放電回路。當(dāng)LED接受光照越強，放電越快。則越快回復(fù)到低電壓，我們則檢測LED充電后通過放電，led陰極電壓從+5v到低電壓（地）的放電時間來計算光照強度。

3.3鍵盤的編碼

非編碼鍵盤的結(jié)構(gòu)要簡單許多，省略了復(fù)雜的編碼電路和蜘蛛網(wǎng)似的走線，而且更重要的是，由于非編碼式鍵盤將按鍵結(jié)構(gòu)和輸出鍵碼分離，所以當(dāng)需要制造不同鍵位排列的鍵盤時，不需要重新設(shè)計鍵盤線路，而只要將控制電路中的鍵位排列表格重新刷新就可以了。

但是非編碼式鍵盤帶來的就是“鍵位沖突”的問題。以上面的按鍵排列表為例，當(dāng)按下一個按鍵時，鍵盤肯定會正常識別的；當(dāng)按下兩個按鍵時，例如同時按下 “Q”與“D”，此時上層導(dǎo)線1與下層導(dǎo)線2連通，而上層導(dǎo)線3與下層導(dǎo)線3連通，系統(tǒng)完全可以正常識別；或者同時按下“Q”與“E”，此時，上層導(dǎo)線 1、下層導(dǎo)線2、上層導(dǎo)線3同時連通，系統(tǒng)同樣可以正常識別出是按下了這三個按鍵。

由于非編碼鍵盤的固有結(jié)構(gòu)，“鍵位沖突”是不可避免的。

傳統(tǒng)的鍵盤，是編碼式鍵盤，它的每個鍵按下時都會產(chǎn)生唯一的按鍵編碼，并且通過專有的一組導(dǎo)線傳輸?shù)芥I盤接口電路，由于其線路和編碼的唯一性，這種鍵盤是不存在鍵位沖突的問題的。

并且根據(jù)現(xiàn)在對此項目的鍵盤硬件設(shè)計，適合使用選擇編碼式鍵盤。

3.4總體設(shè)計計劃

3.4.1硬件

NPN的基極至高時，管子導(dǎo)通LED的陽極處于高電平，再將LED陰極置低電平，LED管即可處于發(fā)光狀態(tài)。

NPN的基極置低時，管子處于讀取狀態(tài)，當(dāng)有一定亮度時，PIC32主控板的管教TRISx置1.管腳高阻讀取，獲得低電平。

3.4.2軟件

總體設(shè)計