TASTIERA A DUE FILI



 

Introduzione

 

In tutte le applicazioni in cui si richiede l'utilizzo di una tastiera con un certo numero R di righe e di colonne C ci si imbatte nel problema di connettere un certo numero di fili che vanno dalla tastiera alla board. Per esempio nel caso di una tastiera con 4 righe e 3 colonne si hanno 7 fili. Volendo posizionare la tastiera in un posto lontano dal circuito si deve ricorrere ad un cavetto multi filo con aumento dell'ingombro e dei costi.
Per ridurre questi inconveniente si può pensare di avere una tastiera che trasmetti direttamente l'informazione del tasto premuto mediante con un numero ridotto di fili e con un protocollo universalmente riconosciuto rendendola utilizzabile ed elettricamente più conveniente.
In questo progetto viene presentato un modulo tastiera a 2 fili che trasmette mediante protocollo seriale RS232 le informazioni provenienti dalla tastiera. 

Caratteristiche del modulo tastiera

Nel seguito dell' articolo si userà il termine "modulo tastiera" e non tastiera perché  esso e' composto da una classica tastiera e da un circuito.
Le principali caratteristica del modulo sono il ridotto numero di fili necessari per connetterlo e alcune funzioni attivabili che lo rendono flessibile ed adattabile a diverse applicazioni come  HDI (Human device Interface). La connessione del modulo avviene tramite due fili: la linea di massa indicata con il nome GND e la linea per la trasmissione dei dati chiamata con il nome di DATA. 
Essendoci solo due fili il modulo possiede un modo alternativo per la sua alimentazione. Per il suo funzionamento il modulo preleva l'energia direttamente dalla linea dei dati (DATA). Questo e' possibile se tale linea (DATA) e' connessa alla alimentazione positiva del circuito a cui e' connesso il modulo. Tale collegamento deve essere fatto mediante un resistore di valore compreso tra i 10Kohm e i 100Kohm. ( vedi figura xxx).

 

Fig. 1: connessione della linea DATA alla alimentazione

Altra conseguenza dei 2 fili e' l'utilizzo di un protocollo seriale per la trasmissione dei dati digitati sulla tastiera. Si e scelto la trasmissione seriale RS232. Visto dall'esterno, quindi, il modulo tastiera a due file si presenta come una periferica RS232 con le seguenti caratteristiche ( 19200 baud, 8bit , 1 bit stop , no parità). Da notare che il circuito trasmette segnali RS232 in formato TTL. Se si vuole interfacciare questo modulo direttamente con la seriale del computer bisogna utilizzare un traslatore di livelli ( circuiti che utilizzano il max232 o simili). In appendice viene riportato lo schematico di un'interfaccia TTL -RS232 per PC.
Esiste, inoltre, la possibilità di trasmettere il dato sia in modalità ASCII sia in formato numerico.

Come e' noto il codice ASCII associa ad ogni carattere un byte (8bit). Si possono avere 2^8=256 caratteri (per la corrispondenza tra carattere e valore del byte si rimanda ad altre fonti).
Quindi nel caso in cui si scelga di trasmettere in modalità ASCII il dato trasmesso dal modulo sarà un byte il cui valore corrisponde nella tabella di corrispondenza ASCII al carattere impresso sul tasto premuto. Per esempio se si preme il tasto con sopra scritto "0" sarà trasmetto un byte di valore 48 (30 in esadecimale). In modalità numerica il valore del byte trasmesso e' proprio il valore associato al tasto (se si preme il tasto con sopra scritto 5 viene inviato un byte di valore 5 (05 in esadecimale, 000001010 in binario). La scelta della modalità dipende dalla applicazione in cui si sta utilizzando il modulo. Per scegliere la modalità bisogna settare eseguire un settaggio hardware ovvero polarizzare il piedino MOD del chip. In particolare, collegando MOD a Vdd si setta la modalità ASCII mentre con MOD connesso a gnd si setta la modalità numerica. Infine il modulo implementa alcuni funzioni:rinvio delle ultima sequenza di tasti digitata, beep associato alla pressione dei tasti, memorizzazione di numeri con codice a tre cifre associate, bloccaggio/sbloccaggio tasti.