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漢字速錄鍵盤(pán)設計
引導語(yǔ)：漢字速錄作為一個(gè)新興行業(yè)近年來(lái)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，但在市場(chǎng)上仍然以手寫(xiě)速錄為主，而數字化是當今世界的主流。國外已經(jīng)普及了拉丁文字的速錄機，可是由于漢字的特殊性。下面就來(lái)跟著(zhù)小編一起學(xué)習一下吧!
該技術(shù)在國內并不是很成熟，高速錄入各種漢字和符號等信息(以達到會(huì )議記錄的要求)，我們平時(shí)使用的微機通用鍵盤(pán)是無(wú)法完成的，主要原因是通用鍵盤(pán)采用串行處理，無(wú)法多鍵并擊，只能逐一錄入。要想提高速度，就必須使用專(zhuān)用的鍵盤(pán)，本文介紹的該專(zhuān)用鍵盤(pán)的研發(fā)心得采用的是允許多鍵并擊(1～16個(gè)鍵)的技術(shù)，可處理并行輸入的數據，所以其輸入漢字的速度快，專(zhuān)業(yè)錄入員漢字輸入速度可達到180～600漢字份，這樣可達到會(huì )議記錄的要求。其它國家文字的輸入也可以采用此方法，只要有合適的編碼。本鍵盤(pán)有多種文字和符號的輸入功能，如中文、英文、標點(diǎn)符號、數字等。(此鍵盤(pán)已投入批量生產(chǎn)，其最大的特點(diǎn)是輸入速度快，工作穩定可靠，可與各種通用微機配套使用。)配上本鍵盤(pán)后，PC機原裝鍵盤(pán)和本鍵盤(pán)可同時(shí)使用，兩人可分別使用兩個(gè)鍵盤(pán)對同一個(gè)文件進(jìn)行操作，大大的加快了輸入和編輯的速度，是專(zhuān)業(yè)錄入人員的必備設備。
1 漢字速錄鍵盤(pán)的設計思想
由于速錄機主要是以語(yǔ)音作為信息來(lái)源，所以，鍵盤(pán)的編碼以漢語(yǔ)拼音方案為基礎。我們知道，漢語(yǔ)拼音共有21個(gè)聲母，35個(gè)韻母，若混合編碼，不便于記憶和使用。借鑒了5筆區位的思想，對聲韻母分別進(jìn)行編碼，互相不重合。而4個(gè)鍵可以有A14=24種組合，5個(gè)鍵有A15=120種組合，如果分別用4個(gè)鍵來(lái)唯一標識所有聲母，用5個(gè)鍵來(lái)標識韻母，那么我們至少需要9個(gè)鍵。
根據拼音的拼合規律和人體工程學(xué)的研究將200多個(gè)音節有效地壓縮在十幾個(gè)鍵位上，左、右鍵盤(pán)各12個(gè)鍵，完全對稱(chēng)(左、右鍵的鍵名都一樣)，輸入漢字采用多鍵并擊的方法，每次按下鍵的個(gè)數為l～16個(gè)，左鍵盤(pán)最多8個(gè)，右鍵盤(pán)最多8個(gè)。該鍵盤(pán)與PC機的串行口連接，可以和標準鍵盤(pán)同時(shí)使用。還可以輸入英文(大、小寫(xiě))、阿拉伯數字和一些常用的符號等，但這些字符要經(jīng)過(guò)左、右鍵盤(pán)的配合來(lái)完成。
1.1 系統對硬件的要求
1)必須能夠同時(shí)識別多鍵并擊的情況，鍵盤(pán)上按鍵位置的排列要符合人體工程學(xué)。
2)與主機通信采用串行接口。
3)鍵盤(pán)設計一個(gè)電源指示燈和一個(gè)串行數據通信指示燈。
4)鍵盤(pán)電源使用主機(PC機)的電源，電源電壓+5V。
5)鍵盤(pán)按鍵使用高質(zhì)量的按鍵，以便能夠保證長(cháng)期擊打的可靠性。
6)在電路設計中使用內嵌式單片機，鍵盤(pán)管理程序和拼音字庫都存在單片機內的閃存中。
7)在設計中盡量簡(jiǎn)化硬件的設計，能用軟件完成的功能不使用硬件，以便增加速錄鍵盤(pán)的靈活性和降低產(chǎn)品的成本。
1.2 系統對軟件的要求
1)軟件對鍵盤(pán)所有按鍵進(jìn)行掃描，配合硬件解決多鍵并擊的問(wèn)題。
2)當有鍵按下時(shí)產(chǎn)生該鍵或該組按鍵或者該兩組鍵的拼音碼或字母等符號代碼。
3)將拼音碼或字母等符號代碼通過(guò)串行口送主機。
4)對鍵盤(pán)各個(gè)部分進(jìn)行控制。
2 硬件部分的設計及工作原理
根據系統對硬件部分的要求，硬件部分的原理圖如圖1所示。
2.1 電路結構
對多鍵并擊的處理，在每個(gè)鍵上串一個(gè)二極管，這樣可使多鍵并擊時(shí)不會(huì )出現串鍵問(wèn)題，但在軟件上還需要作相應的處理。關(guān)于鍵盤(pán)按鍵的排列，關(guān)于主機與鍵盤(pán)的通信;主機與鍵盤(pán)的通信采用RS-232串口。由于單片機的串口是TTL電平，與RS-232串口標準不一樣，因此主機與鍵盤(pán)之間通信需要用Icl 232(TTL與RS-232轉換電路)完成轉換。串口轉換電路的選擇;目前一般有兩種轉換電路，一種是要使用雙電源的電路，由于其使用電源多，電路也較復雜，所以沒(méi)有采用。另一種是只使用+5V單電源的ICL 232，由于此電路結構簡(jiǎn)單，所以采用了此電路。關(guān)于電源指示和通信指示，分別用一個(gè)發(fā)光二極管完成電源和通信的指示，當電源指示燈Dl亮時(shí)，表示+5V電源正常。當通信指示燈D2亮時(shí)表示鍵盤(pán)與主機正在進(jìn)行串行通信。為了使系統結構簡(jiǎn)單，控制芯片選用了內嵌式單片機，在其內部有20k的閃存。電路原理圖如圖l所示;全部電路由兩塊集成電路和一些配套元件組成，其中單片機中閃存部分用來(lái)存儲程序和字庫，片中的RAM存放一些中間處理的數據，片中的CPU對鍵盤(pán)各部分進(jìn)行控制。ICL 232用于TTL電平與RS232電平之間的轉換。
2.2 電路工作原理
主機通電后鍵盤(pán)自動(dòng)啟動(dòng)，單片機運行其控制程序，對鍵盤(pán)進(jìn)行掃描，當有鍵按下時(shí)消除鍵抖動(dòng)，將鍵盤(pán)代碼輸入到單片機中，通過(guò)內嵌的軟件轉換成拼音碼或ASCII碼。然后把這些代碼從單片機的串口TXD端輸入到ICL 232的TIin，待轉換成RS一232電平標準后，通過(guò)ICL232的TIout端輸出送主機的RS-232串口。最后計算機用專(zhuān)用軟件對輸入的信息進(jìn)行處理，將漢字或其它字符顯示在屏幕上。
3 軟件部分的設計
根據用戶(hù)的要求，軟件部分事實(shí)上要解決兩個(gè)問(wèn)題，第一，每按下一組按鍵會(huì )產(chǎn)生一組按鍵碼，如何將按鍵碼編碼轉換成一個(gè)漢語(yǔ)拼音的編碼，并把該編碼輸入到PC機中，這一部分由內嵌至單片機中的程序完成。第二，如何將漢語(yǔ)拼音轉換成文字輸入到字處理軟件中，比如說(shuō)常用的MicrosoftWord。第二個(gè)問(wèn)題我們可有多種選擇，借助現有的軟件和拼音輸入法或自行編寫(xiě)一個(gè)字處理軟件均可。這里我主要介紹第一個(gè)問(wèn)題的解決方案。
這里，我們可從程序的流程上分步解決問(wèn)題。
1)由于是多鍵并擊，會(huì )同時(shí)有多個(gè)按鍵碼輸入到單片機中，這些按鍵碼進(jìn)入CPU的時(shí)間不同，可能組成多種漢字，這就需要我們首先要把每個(gè)漢字的按鍵碼正確的區分開(kāi)，去除誤操作，分別組成正確的鍵盤(pán)碼。當然，我們可對鍵盤(pán)左右兩部分的按鍵編碼進(jìn)行分類(lèi)，左邊按鍵碼為0X，右邊的為lX(X=l、2、3……)，然后，依次轉換按鍵碼。
2)將按鍵碼轉換成所對應的輸出碼，這可有多種方式。經(jīng)過(guò)試驗，我們選擇建立一個(gè)字庫，存放全部的鍵代碼和給主機傳送的拼音碼、大小寫(xiě)英文、阿拉伯數字和一些常用的符號等的ASCII碼。這樣的優(yōu)點(diǎn)是程序簡(jiǎn)單，幾乎不產(chǎn)生誤碼，缺點(diǎn)是占用空間大，但相對于20k的存儲空間來(lái)說(shuō)微不足道。由于單側輸入一個(gè)漢字最多需要8鍵同擊，故在本字庫中，共分成8個(gè)庫，一字庫、二字庫、…、八字庫。如四字庫就是4鍵同擊時(shí)，到此字庫中查找。這樣可以加快查找速度。
3)查找所得到得輸出碼(包含漢字的拼音碼和其它字符的擴展ASCII碼)，可通過(guò)串口與主機通信，當數據傳輸結束后，再重新掃描鍵盤(pán)。
4 鍵盤(pán)的基本使用方法
鍵盤(pán)的使用方法由劉永森先生提供，鍵盤(pán)的布局、使用方法已經(jīng)申請了國家專(zhuān)利。鍵盤(pán)按鍵的鍵名只有12個(gè)，所以不管是英文還是拼音都無(wú)法全部直接輸入，只能采用組合的方法輸入。
4.1 英文字母的輸入
4.1.1 大寫(xiě)英文字母的輸入
輸入大寫(xiě)英文時(shí);左手按住YE不放，右手按A，左、右手同時(shí)放開(kāi)，輸入主機的為大寫(xiě)英文字母A。如右手按住ZY，則輸入主機的為C等。
4.1.2 小寫(xiě)英文字母的輸入
輸入小寫(xiě)英文字母時(shí);左手按住YEO不放，右手按A，則鍵入主機的為a。右手按B，則輸入主機的為b等。
4.2 阿拉伯數字的輸入
左邊按住YU不放，右手擊B、D、G、Z、U等，分別輸入主機的為l、2、3、4、5等。
4.3 漢字的輸入
當需要輸入一個(gè)漢字時(shí)，可單手操作任意一側，同時(shí)按下該漢字的拼音中聲、韻母所對應的鍵或鍵的組合，由程序分析并輸出字符編碼;當需要輸入兩個(gè)漢字時(shí)，左右手可在同一時(shí)刻分別錄入兩個(gè)漢字的拼音所對應的鍵的組合。一般是詞雙手擊，單個(gè)的字單手擊，單手擊時(shí)可不分左右手。標點(diǎn)不得與字或詞雙手同擊。
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