電視機(jī)的按鍵功能是用什么電路實(shí)現(xiàn)的呢?實(shí)踐出真知,咱們先從電視機(jī)里把這個(gè)按鍵電路找出來。
拿這臺海信電視機(jī)下手:
按鍵在背面,靠左邊:
放大了看,共7個(gè)實(shí)體按鍵:
拆開看內(nèi)部的電路,放平電視,開拆:
打開后蓋:
按鍵板從后殼拆了下來,發(fā)現(xiàn)按鍵板通過3根電線(圖中用藍(lán)紫色標(biāo)出的線)連接到液晶電視控制板:
按鍵板確實(shí)是只接了3根線:
還需要進(jìn)一步拆開:
拆開,拿出綠色的按鍵板:
按鍵板的背面:
現(xiàn)在算是把電路實(shí)物找出來了,只用了3根線就實(shí)現(xiàn)了7個(gè)按鍵。
一、電路原理
3根線實(shí)現(xiàn)7個(gè)按鍵,什么原理?
直接上電路原理圖!不同電視廠家的設(shè)計(jì)會有一點(diǎn)差異,但基本都是這個(gè)原理:
原理圖很簡單,“液晶電視控制板”上的主控芯片有ADC功能,用ADC偵測電壓的大小來判斷。
1、當(dāng)只按下開關(guān)SW1時(shí),由于電阻R1和R3對3.3V進(jìn)行分壓,ADC偵測到的電壓為0.073V:
2、當(dāng)只按下開關(guān)SW2時(shí),ADC偵測到的電壓為0.767V:
3、當(dāng)只按下開關(guān)SW3時(shí),ADC偵測到的電壓為1.650V:
4、當(dāng)只按下開關(guān)SW4時(shí),ADC偵測到的電壓為2.222V:
基于上述原理,只需2根信號線就可以實(shí)現(xiàn)4個(gè)按鍵的功能,見下圖:
①下圖右側(cè)的ADC信號線“MCU_ADC1”;
②下圖右側(cè)的地線“GND"。
再增加一個(gè)“MCU_ADC2",就可以3根線實(shí)現(xiàn)8個(gè)按鍵,比這臺海信電視的7個(gè)按鍵還要多,見下圖:
①ADC信號線“MCU_ADC1”;
②地線“GND";
③ADC信號線“MCU_ADC2”。
二、電路優(yōu)化
實(shí)際在工程應(yīng)用中,沒有這么簡單,還需要加入一些防護(hù)措施,以一組4個(gè)按鍵為例來說明。
1、首先加入防靜電措施??梢杂?a target="_blank">TVS管來做靜電防護(hù),見下圖的D1(圖中實(shí)際使用的是比TVS管更便宜的壓敏電阻,料號ICVL0518030FR)。靜電會被D1導(dǎo)到地:
2、這還不夠,再串接電阻R2,阻止靜電傳導(dǎo)到主控芯片:(由于ADC的輸入阻抗很高,R2對ADC電壓偵測的影響可以忽略不計(jì))
3、最后加入小容量電容來消除按鍵的抖動,濾除高頻干擾:
最終電路見下圖,是經(jīng)過量產(chǎn)驗(yàn)證的電路:
三、繼續(xù)進(jìn)階
以下的按鍵電路方案也是電視機(jī)上批量使用的方案,1個(gè)ADC搞定8個(gè)按鍵,參數(shù)可以照抄:
這個(gè)電路的巧妙之處在于,按鍵具有優(yōu)先級之分。假設(shè)按下了按鍵SW1,那么再按下SW2-SW8中的任何一個(gè)都是不起作用的,即SW1的優(yōu)先級最高,SW2次之,以此類推。
經(jīng)過前面的分析,這個(gè)電路相信大家一看就懂^-^
四、總結(jié)
這種ADC按鍵電路在電視機(jī)中大量使用,導(dǎo)致了一些問題:按鍵在磨損或氧化后可能會出現(xiàn)導(dǎo)通電阻變大,進(jìn)而導(dǎo)致ADC按鍵出現(xiàn)失靈、功能混亂的現(xiàn)象。
那為什么還在電視機(jī)中大量使用?
1、首先是可以節(jié)省電視機(jī)主控芯片的IO口;
2、其次是電視機(jī)的按鍵功能較少被使用,一般使用遙控器,問題相對不容易暴露;
3、最后是可以節(jié)省按鍵電路的成本?這個(gè)由于沒有仔細(xì)對比核算,不好下定論。但這種ADC按鍵電路多年來確實(shí)在電視機(jī)中大量使用,似乎已經(jīng)成為一種慣例,所以是因?yàn)閼T例而沿用?歡迎大家討論!
審核編輯:黃飛
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原文標(biāo)題:電視三部曲之二:經(jīng)典ADC按鍵電路
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