在工业电子产品中，随处可见开关和触点：接近开关、限位开关、继电器触点、激活开关，有时甚至键盘开关。曾经有过多的集成电路是针对开关矩阵的，但它们似乎都已经衰落，被IBM在PC键盘中使用的8042版本所取代。今天，如果你有兴趣制作自己的矩阵编码器，你可能会使用自己设计的微控制器。我记得英特尔8279具有用于离散开关的特殊模式。


然而，工业领域的开关有其自身的特点。首先，它们通常在高电压下工作——24VDC是常见的。其次，它们并不真正适用于矩阵配置。（对于你们这些年轻人来说，开关矩阵是一种多路复用输入触点的方法，可以减少检测开关状态所需的I/O引脚。我写了两篇关于这个主题的博客文章。）键盘和显示器多路复用-传统方法“和”键盘和显示器多路复用–Charlieplexing”.) 因此，需要将电压调节为微控制器的输入电压并减少微控制器I/O引脚的数量的技术。此外，在有机械触点的地方，会有开关弹跳和接触电阻。


我很想写一篇关于switch bounce的博客，但Jack Ganssle用一系列关于这个主题的权威文章（列在底部）击败了我，把自己与大师进行比较是愚蠢的。你必须阅读那些文章。


接触电阻也可能是一个麻烦，因为有时电阻太高，无法检测为“接通”。一些开关可能需要最小电流来克服接触电阻（“润湿”电流）。


有一种方法可以使用优先级编码器对许多输入进行编码，其中一些可以在传统逻辑族中找到。它们在其输出端提供一个代码，该代码对应于具有最高优先级的活动输入端。看看像这样的设备74公顷148或者CD4532型你也可以看看数字数据多路复用器，同样是在标准逻辑家族中，比如74小时151分（根据您需要的配置，还有其他配置）。当然，您仍然需要调节输入电压。模拟开关多路复用器（例如。CD4067型)可以增加一定程度的灵活性，因为它们可以在升高的电压下工作，但这只是推迟了电压转换问题。


当然，如果我在写这篇文章的时候，可能还有其他几种更全面的解决方案。其中大多数都有串行通信端口，因此可以简化输入的隔离，因为每个输入都不必单独隔离。


Freescale/NXP（或现在拥有它们的任何人）提供33975/A以及33972吨/年。两者都是针对汽车市场的，但没有理由不能在工业舞台上使用。它们有多达15个输入（在升高的电压下），具有润湿电流和SPI输出。


TI有一个单一的产品，针对工业sn65hvs880磅/平方英寸，它只有8个具有升压能力的数字输入，但它还有一些其他功能。它具有防跳滤波器、输入电流限制、串行输出，可级联，并具有与输入相对应的外部LED驱动器。


Maxim确实提供了与TI非常相似的产品。他们是最大31911,最大31912,最大31913,最大31914和最大31915。如果您只需要为一个联系人设置条件，您可能需要考虑最大14838/9工业传感器输出驱动器。变体包括并行输出和SPI接口。


最后，Silicon Labs生产硅838x家庭除了TI和Maxim的产品之外，该设备还具有二极管桥输入（因此没有布线极性问题，尽管似乎没有平滑电容器，因此交流输入似乎不太可能），最重要的是包括2.5KV隔离。


我想这个博客补充了“所有（MCU）输出都去哪儿了？”我不久前写的。这些博客涵盖了工业系统中的数字输入和输出，我希望它们能为该领域的设计提供一些方向。


Jack Ganssle关于退婚的文章：


  3. 解决开关弹跳问题

  7. 我最喜欢的软件debobuncers

  11. 取消通告指南，或如何在两个简单页面中取消通告联系人-第1部分

  15. 取消通告指南-第2部分，或如何在两个简单页面中取消通告联系人