實用文檔北京交通大學《按鍵電壓識別》研究報告通信1503班項目內容：當按鍵比較多時，監(jiān)測各個按鍵電壓變化需要較多的信號線。在有些場合下，或者微控制器的輸入引腳有限，或者要避免電路板大量連線，需要用電阻網(wǎng)絡將多個按鍵動作組合在一個電壓信號中，用不同的電壓值表示不同的按鍵動作。組長學號主要工作組員學號主要工作組員學號主要工作問題一：圖5所示按鍵識別電壓產生電路中1）當有按鍵按下時輸出電壓如何變化？2）若要求當按鍵Sk按下時，輸出電壓為Va=(k/5)Vs，k=1,2,3,4。設計電阻R1,R2,R3,R4的電阻值。3）當其中有兩個按鍵同時按下時，能否辨別出按鍵？對電壓測量精度有什么要求？4）用仿真方法進行驗證。理論分析：（2）對電路分析：化簡得到：因此不妨設R=100Ω，Vs=100V可得到相應的Rk，如圖：（3）經(jīng)理論計算得到理論值如下。對搭建電路仿真得到仿真值如下閉合開關理論值仿真值V1212.500VV1314.286VV1416.667VV2328.571VV2433.333VV3450.000V可知，當兩個按鍵同時按下時，能辨別出按鍵。問題二：改造圖5電路，消除多個按鍵同時按下時可能產生的歧義，當兩個以上按鍵同時按下時，識別為其中最高優(yōu)先級的按鍵。要求：按鍵優(yōu)先級從高到低依次為：S1，S2，S3，S4。2）沒有按鍵按下時，輸出電源電壓Vs。當S1，S2，S3，S4按鍵按下時，電壓Va分別為0，1/4Vs，2/4Vs，3/4Vs。思路：要實現(xiàn)識別最高優(yōu)先級的按鍵，聯(lián)想到高級按鍵應該可以控制或者間接影響低級按鍵，同時由問題（2）知道每一個按鍵都需要有自己的支路電阻。可以通過短路和斷路兩種方式來實現(xiàn)，這里我選擇了斷路的方式，于是想到用單刀雙擲開關來實現(xiàn)對低級按鍵的控制。問題三：圖6為16個按鍵組成的4X4按鍵矩陣以及電阻網(wǎng)絡，設計其中各電阻的阻值，使得當S0到S15按鍵產生的電壓依次增長。要求：1）當單一按鍵Sk按下時，從A點到地的等效電阻值為kR，R是某個電阻值。2）設計合適的Rs和R的電阻值。討論Rs阻值偏大和偏小有哪些優(yōu)點和缺點？若要求當單一按鍵Sk按下時，輸出電壓幅度近似與k成比例，應該如何選取Rs阻值？3）仿真驗證設計和討論結果。分析：（1）由題干可知，，先看S1-S3，，所以===再看S4，同理（2）這里設V0是定值，又因為可化簡得，因為R和V0都是定值，所以也是定值，即k的變化對影響微乎其微，所以Rs>>kR。所以Rs越大線性擬合度越高。優(yōu)缺點分析：①Rs偏小時，對k的線性擬合度不夠高，不符合本題要求②Rs偏大時，對k的線性擬合度更高，但是Rs分壓過多，導致Va（輸出電壓）數(shù)值很小，對測量儀器要求過高，不便于實際操作和測量。實際仿真：不妨設R=1kΩ，分別取Rs=10R、100R、1000R當Rs=1000R時，如圖：當Rs=100R時，如圖：當Rs=10R時，如圖：結論：由仿真結果可知，分析正確?！景l(fā)揮和擴展】問題二的短路方式連接，運用高級開關短路次