本發(fā)明涉及電子器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光電感應(yīng)旋鈕的控制方法及電路。

背景技術(shù)：

調(diào)節(jié)旋鈕被廣泛應(yīng)用在各類電子產(chǎn)品中，如車載音響的音量旋鈕，收音的選臺旋鈕，空調(diào)的風(fēng)量/溫度調(diào)節(jié)旋鈕等。

傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)旋鈕裝置通常采用與可變電位器或編碼器等類似的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)其功能。參看圖1，是現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置的一種安裝結(jié)構(gòu)示意圖。具體地，旋鈕11與可變電位器(或編碼器)12組合固定在面板13上，并且，可變電位器(或編碼器)12通過安裝在PCB(印刷電路板)14上實現(xiàn)其控制功能，通過PCB14上的連接器15獲得電源等信號。其中，圖2示意出了傳統(tǒng)的可變電位器(或編碼器)12的一種結(jié)構(gòu)剖視圖，其主要包括軸心21、軸套22和撥盤23三個組成部分。

可變電位器(或編碼器)12是屬于有觸點的電子元件，其基本工作原理是：根據(jù)觸點與被觸點不同位置的接觸狀態(tài)(接觸或不接觸)，來實現(xiàn)功能變化。由于接觸點在旋鈕11的轉(zhuǎn)動磨擦?xí)r容易磨損，據(jù)統(tǒng)計，一般編碼器的觸點壽命約為2萬次，電位器的碳膜觸點壽命約為1.5萬次，因而存在易磨損、壽命短的缺陷。并且，從附圖1和圖2中亦可以看出，傳統(tǒng)的可變電位器(或編碼器)12還存在體積大、安裝結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺陷。由于傳統(tǒng)的旋鈕11通常需要直接安裝在可變電位器(或編碼器)12上，為了保證用戶在通過旋鈕11旋轉(zhuǎn)可變電位器(或編碼器)12時不會因受力過大而損壞，可變電位器(或編碼器)12必須占用一定的物理空間，否則其因受力易損壞?？梢?，傳統(tǒng)的可變電位器(或編碼器)12因其器件占用體積過大而限制了其整體結(jié)構(gòu)裝置的設(shè)計以及難以滿足日益需要的PCB小型化要求。

此外，可變電位器(或編碼器)12由于需要安裝在PCB14上進行固定并連接電子線路，再安裝上旋鈕11進行配套使用，這樣的固定的有線連接易于受到外力等影響而出現(xiàn)連接中斷等問題，必然會影響調(diào)節(jié)旋鈕的整體性能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種光電感應(yīng)旋鈕的控制技術(shù)方案，通過采集不同的光信號而輸出相應(yīng)的控制信號，提高旋鈕使用壽命和降低裝置占用空間，實現(xiàn)旋鈕的無線連接的功能控制和滿足PCB小型化要求，結(jié)構(gòu)簡單有效，實用性高，且成本低廉。

為解決以上技術(shù)問題，一方面，本發(fā)明實施例提供一種光電感應(yīng)旋鈕的控制方法，包括：

接收旋鈕旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的至少兩組光信號；

對所述的兩組光信號分別進行光電轉(zhuǎn)換，形成相應(yīng)的第一脈沖電信號和第二脈沖電信號；

分別檢測所述第一脈沖電信號和所述第二脈沖電信號的相位；

根據(jù)所述第一脈沖電信號和所述第二脈沖電信號的相位，判斷旋鈕的旋轉(zhuǎn)方向；

根據(jù)旋鈕的旋轉(zhuǎn)方向以及所述第一脈沖電信號和所述第二脈沖電信號的相位，對所述第一脈沖電信號和所述第二脈沖電信號進行計數(shù)，根據(jù)計算獲得的脈沖數(shù)量設(shè)置相應(yīng)的控制信號。

在一種可實現(xiàn)的方式中，所述根據(jù)所述第一脈沖電信號和所述第二脈沖電信號的相位，判斷旋鈕的旋轉(zhuǎn)方向，包括：當所述第一脈沖電信號的相位先于所述第二脈沖電信號的相位發(fā)生變化時，判定旋鈕當前的旋轉(zhuǎn)方向為順時針旋轉(zhuǎn)；當所述第二脈沖電信號的相位先于所述第一脈沖電信號的相位發(fā)生變化時，判定旋鈕當前的旋轉(zhuǎn)方向為逆時針旋轉(zhuǎn)。

在又一種可實現(xiàn)的方式中，所述根據(jù)所述第一脈沖電信號和所述第二脈沖電信號的相位，判斷旋鈕的旋轉(zhuǎn)方向，包括：當所述第一脈沖電信號的相位不變，且所述第二脈沖電信號的相位變化延后時，判定旋鈕當前的旋轉(zhuǎn)方向為順時針旋轉(zhuǎn)；當所述第一脈沖電信號的相位不變，且所述第二脈沖電信號的相位變化提前時，判定旋鈕當前的旋轉(zhuǎn)方向為逆時針旋轉(zhuǎn)。

進一步地，所述分別檢測所述第一脈沖電信號和所述第二脈沖電信號的相位，包括：采用定周期掃描模式對所述第一脈沖電信號和所述第二脈沖電信號的相位進行周期性檢測。

進一步地，所述分別檢測所述第一脈沖電信號和所述第二脈沖電信號的相位，包括：采用外部中斷模式對所述第一脈沖電信號和所述第二脈沖電信號的相位進行檢測。

另一方面，本發(fā)明實施例還提供了一種光電感應(yīng)旋鈕的控制電路，包括：

第一光信號產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生第一光信號；

第二光信號產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生第二光信號；

第一光電轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述第一光信號轉(zhuǎn)換為第一脈沖電信號；

第二光電轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述第二光信號轉(zhuǎn)換為第二脈沖電信號；

相位檢測單元，用于分別檢測所述第一脈沖電信號和所述第二脈沖電信號的相位；

旋轉(zhuǎn)方向檢測單元，用于根據(jù)所述第一脈沖電信號和所述第二脈沖電信號的相位，判斷旋鈕的旋轉(zhuǎn)方向；

狀態(tài)執(zhí)行單元，用于根據(jù)旋鈕的旋轉(zhuǎn)方向以及所述第一脈沖電信號和所述第二脈沖電信號的相位，對所述第一脈沖電信號和所述第二脈沖電信號進行計數(shù)，根據(jù)計算獲得的脈沖數(shù)量設(shè)置相應(yīng)的控制信號。

在一種可實現(xiàn)的方式中，所述旋轉(zhuǎn)方向檢測單元，包括：

正向檢測子單元，用于當所述第一脈沖電信號的相位先于所述第二脈沖電信號的相位發(fā)生變化時，判定旋鈕當前的旋轉(zhuǎn)方向為順時針旋轉(zhuǎn)；

反向檢測子單元，用于當所述第二脈沖電信號的相位先于所述第一脈沖電信號的相位發(fā)生變化時，判定旋鈕當前的旋轉(zhuǎn)方向為逆時針旋轉(zhuǎn)。

在又一種可實現(xiàn)的方式中，所述旋轉(zhuǎn)方向檢測單元，包括：

正向檢測子單元，用于當所述第一脈沖電信號的相位不變，且所述第二脈沖電信號的相位變化延后時，判定旋鈕當前的旋轉(zhuǎn)方向為順時針旋轉(zhuǎn)；

反向檢測子單元，用于當所述第一脈沖電信號的相位不變，且所述第二脈沖電信號的相位變化提前時，判定旋鈕當前的旋轉(zhuǎn)方向為逆時針旋轉(zhuǎn)。

進一步地，所述相位檢測單元，包括：周期檢測子單元，用于采用定周期掃描模式對所述第一脈沖電信號和所述第二脈沖電信號的相位進行周期性檢測。

進一步地，所述相位檢測單元，包括：中斷檢測子單元，用于采用外部中斷模式對所述第一脈沖電信號和所述第二脈沖電信號的相位進行檢測。

本發(fā)明實施例提供的光電感應(yīng)旋鈕的控制技術(shù)方案，通過采集在旋鈕中產(chǎn)生的至少兩組光信號，并對兩組光信號分別進行光電轉(zhuǎn)換，在旋鈕旋轉(zhuǎn)時可以獲得相位周期變化的兩種脈沖電信號，則可以根據(jù)兩種脈沖電信號的相位變化判斷出當前旋鈕的旋轉(zhuǎn)方向，并進一步計算獲得有效的脈沖數(shù)量，從而可根據(jù)脈沖數(shù)量的變化設(shè)置出不同的控制信號，實現(xiàn)對相應(yīng)的功能模塊(如音量控制模塊，收音選臺模塊，空調(diào)控制模塊，顯示模塊等)進行功能狀態(tài)的控制與切換。由于本發(fā)明提供的旋鈕通過光電感應(yīng)的無線連接方式獲得用戶的觸發(fā)信號，因而旋鈕的使用壽命獲得大大提高，同時避免了固定的有線連接的易受環(huán)境影響的缺陷；并且由于光電采集裝置的結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)的可變電位器和觸發(fā)器更為簡單、占用體積小，因而本發(fā)明提供的旋鈕的制造成本更低，其占用空間也得到有效降低，并可滿足日益趨向的PCB小型化設(shè)計要求，實用性高。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置的一種安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是傳統(tǒng)的可變電位器或編碼器的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明提供的光電感應(yīng)旋鈕的控制方法的一個實施例的步驟流程圖。

圖4是本發(fā)明提供的光電感應(yīng)旋鈕的控制電路的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明提供的光電感應(yīng)旋鈕的控制電路的一種具體實現(xiàn)方式的電路原理圖。

圖6是本發(fā)明提供的光電感應(yīng)旋鈕及其控制電路的安裝示意圖。

圖7是本發(fā)明提供的光電感應(yīng)旋鈕的一種實現(xiàn)方式的爆炸結(jié)構(gòu)圖。

圖8是本發(fā)明提供的黑白反光圈的正面的一種實現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9(a)是本發(fā)明提供的旋鈕順時針旋轉(zhuǎn)時兩種脈沖電信號的相位變化示意圖；圖9(b)是本發(fā)明提供的旋鈕逆時針旋轉(zhuǎn)時兩種脈沖電信號的相位變化示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用于將一個實體或者操作與另一個實體或操作進行區(qū)分，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。

參見圖3，是本發(fā)明提供的光電感應(yīng)旋鈕的控制方法的一個實施例的步驟流程圖。

在本實施例中，所述的光電感應(yīng)旋鈕的控制方法主要包括以下步驟S31～S35：

步驟S31：接收旋鈕旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的至少兩組光信號；

具體實施時，兩組光信號可以為：由旋鈕上的黑、白光圈分別反射回來的兩種不同狀態(tài)的光信號。當旋鈕旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的光信號照射在反光圈的白色區(qū)域(白光圈)時，該光信號將會被反射至光電管中而被接收，并產(chǎn)生輸出信號(第一脈沖電信號A)；當旋鈕旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的光信號照射在反光圈的黑色區(qū)域(黑光圈)時，該光信號幾乎不能被反射，光電管因未接收到反射光而保持或產(chǎn)生輸出信號(第二脈沖電信號B)。

步驟S32：對所述的兩組光信號分別進行光電轉(zhuǎn)換，形成相應(yīng)的第一脈沖電信號A和第二脈沖電信號B；

步驟S33：分別檢測所述第一脈沖電信號A和所述第二脈沖電信號B的相位；

步驟S34：根據(jù)所述第一脈沖電信號A和所述第二脈沖電信號B的相位，判斷旋鈕的旋轉(zhuǎn)方向；

步驟S35：根據(jù)旋鈕的旋轉(zhuǎn)方向以及所述第一脈沖電信號A和所述第二脈沖電信號B的相位，對所述第一脈沖電信號A和所述第二脈沖電信號B進行計數(shù)，根據(jù)計算獲得的脈沖數(shù)量設(shè)置相應(yīng)的控制信號。

與圖3實施例相對應(yīng)，本發(fā)明還提供了一種光電感應(yīng)旋鈕的控制電路。

參看圖4，是本發(fā)明提供的光電感應(yīng)旋鈕的控制電路的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體地，所述光電感應(yīng)旋鈕的控制電路包括：

第一光信號產(chǎn)生模塊41，用于產(chǎn)生第一光信號A’；

第二光信號產(chǎn)生模塊42，用于產(chǎn)生第二光信號B’；

第一光電轉(zhuǎn)換模塊43，用于將所述第一光信號A’轉(zhuǎn)換為第一脈沖電信號A；

第二光電轉(zhuǎn)換模塊44，用于將所述第二光信號B’轉(zhuǎn)換為第二脈沖電信號B；

相位檢測單元45，用于分別檢測所述第一脈沖電信號A和所述第二脈沖電信號B的相位；

旋轉(zhuǎn)方向檢測單元46，用于根據(jù)所述第一脈沖電信號A和所述第二脈沖電信號B的相位，判斷旋鈕的旋轉(zhuǎn)方向；

狀態(tài)執(zhí)行單元47，用于根據(jù)旋鈕的旋轉(zhuǎn)方向以及所述第一脈沖電信號A和所述第二脈沖電信號B的相位，對所述第一脈沖電信號A和所述第二脈沖電信號B進行計數(shù)，根據(jù)計算獲得的脈沖數(shù)量設(shè)置相應(yīng)的控制信號。

在具體實施過程中，如圖4所示，相位檢測單元45、旋轉(zhuǎn)方向檢測單元46和狀態(tài)執(zhí)行單元47可以集成在同一處理單元上進行實現(xiàn)，而該處理單元與兩個光信號產(chǎn)生模塊以及兩個光電轉(zhuǎn)換模塊共同集成在PCB板上，提高電子器件和線路的集成度，降低器件占用空間。

參看圖5，是本發(fā)明提供的光電感應(yīng)旋鈕的控制電路的一種具體實現(xiàn)方式的電路原理圖。

其中，電阻R1和電阻R5分別為第一光電管LED1和第二光電管LED2接入電源，電阻R2和電阻R6分別是第一光電管LED1和第二光電管LED2的輸出端上拉電阻，電阻R3和電阻R4為第一晶體管Q1提供偏置電壓，同理，電阻R7和電阻R8為第二晶體管Q2提供偏置電壓。在本實施例中，第一光電管LED1和第二光電管LED2作為光敏器件，用于將接收到的旋鈕旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的光信號轉(zhuǎn)換為脈沖電信號。優(yōu)選地，第一光電管LED1和第二光電管LED2均安裝在旋鈕上黑白反光圈的對立面(正面)位置，以便接收由黑白反光圈反射回來的反射光。

參看圖6，是本發(fā)明提供的光電感應(yīng)旋鈕及其控制電路的安裝示意圖。參看圖7，是本發(fā)明提供的光電感應(yīng)旋鈕的一種實現(xiàn)方式的爆炸結(jié)構(gòu)圖；參看圖8，是本發(fā)明提供的黑白反光圈的正面的一種實現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖6所示，第一光電管LED1和第二光電管LED2分別安裝在PCB板609上，而PCB板609與黑白反光圈606鑲嵌在面板607上，黑白反光圈606的正面與PCB板609上安裝的第一光電管LED1和第二光電管LED2正向相對(對立)。如圖8所示，本實施例提供的黑白反光圈606的正面優(yōu)選采用黑白相間的反光圈，第一光電管LED1和第二光電管LED2在PCB板609上的安裝位置正對黑白反光圈606的任一軸心(圓直徑)的同一側(cè)，包括但不限于上下兩側(cè)或左右兩側(cè)，并對應(yīng)在白色區(qū)域和黑色區(qū)域的邊緣。優(yōu)選地，在黑白反光圈606的正面的垂直方向上的軸心l的同一側(cè)(如圖8的軸心l的左側(cè))分別設(shè)置光信號檢測點，其中，光信號檢測點P_A與第一光電管LED1相對應(yīng)，光信號檢測點P_B與第二光電管LED2相對應(yīng)，則可以分別通過兩個光電管LED1和LED2檢測經(jīng)過黑白反光圈606反射回來的光信號。

具體地，光信號經(jīng)過黑白反光圈606的白色和黑色區(qū)域時，在白色區(qū)域?qū)瓷涑龉饩€，但在黑色區(qū)域幾乎不反射光線；因此，兩個光電管LED1和LED2在黑白反光圈606的白色區(qū)域收到反射光而輸出低電平，在黑白反光圈606的黑色區(qū)域收不到反射光，因而輸出不變保持而輸出高電平。脈沖電信號經(jīng)過圖5中的晶體管Q1或Q2分別進行整形反相，獲得兩種周期脈沖電信號；將這兩種周期脈沖電信號(第一脈沖電信號A和第二脈沖電信號B)輸入到處理單元IC1(優(yōu)選采用MCU微控制器)中進行邏輯運算，以對不同的功能單元，如音量控制單元、收音選臺單元、空調(diào)控制單元和顯示屏單元等，輸出相應(yīng)的控制信號。具體地，微控制器MCU中集成了圖4中的相位檢測單元45、旋轉(zhuǎn)方向檢測單元46和狀態(tài)執(zhí)行單元47，首先對第一脈沖電信號A和第二脈沖電信號B的相位進行檢測，根據(jù)兩者的相位變化確定旋鈕601當前的旋轉(zhuǎn)方向，再基于旋鈕的旋轉(zhuǎn)方向?qū)γ}沖進行計數(shù)，從而可以根據(jù)脈沖個數(shù)輸出相應(yīng)的控制信號，作為通信信號分別傳輸至各種功能單元(音量控制單元、收音選臺單元、空調(diào)控制單元和顯示屏單元等)，功能單元再作出相應(yīng)的功能狀態(tài)變化，最終實現(xiàn)控制過程。

在本實施例中，如圖6和圖7所示，第一光電管LED1和第二光電管LED2通過連接器610與PCB板609上集成的其它電路模塊(包括但不限于相位檢測單元45、旋轉(zhuǎn)方向檢測單元46和狀態(tài)執(zhí)行單元47)進行電氣連接，以接收光信號和實現(xiàn)控制邏輯；此外，優(yōu)選采用阻尼彈片602對旋鈕601進行阻尼以及檔位分解；并進一步通過分解齒輪603根據(jù)阻尼彈片602的阻尼狀態(tài)，確定旋鈕601旋轉(zhuǎn)時的檔位級數(shù)量，并且該分解齒輪603通過旋鈕底座604和螺釘605，將旋鈕601和黑白反光圈606固定在面板607的其中一個表面(如，上表面)上；在用戶轉(zhuǎn)動旋鈕601時，分解齒輪603起導(dǎo)向軸心作用。而PCB板609通過螺釘608固定在面板607的另一個表面(如，下表面)上，與旋鈕601和黑白反光圈606正面相對。

在本實施例提供的光電感應(yīng)旋鈕的控制技術(shù)方案中，首先需要檢測出當前旋鈕601的旋轉(zhuǎn)方向。

具體地，在圖3實施例提供的光電感應(yīng)旋鈕的控制方法中，可選地，所述步驟S34具體為：當所述第一脈沖電信號A的相位先于所述第二脈沖電信號B的相位發(fā)生變化時，判定旋鈕當前的旋轉(zhuǎn)方向為順時針旋轉(zhuǎn)；當所述第二脈沖電信號B的相位先于所述第一脈沖電信號A的相位發(fā)生變化時，判定旋鈕當前的旋轉(zhuǎn)方向為逆時針旋轉(zhuǎn)。

參看圖9，其中，圖9(a)是本發(fā)明提供的旋鈕順時針旋轉(zhuǎn)時兩種脈沖電信號的相位變化示意圖；圖9(b)是本發(fā)明提供的旋鈕逆時針旋轉(zhuǎn)時兩種脈沖電信號的相位變化示意圖。

如圖9(a)所示，第一脈沖電信號A的相位先于第二脈沖電信號B的相位發(fā)生變化(由高電平變化為低電平)，因而可以判定旋鈕601當前的旋轉(zhuǎn)方向為順時針方向；相應(yīng)地，圖9(b)中的第二脈沖電信號B的相位先于第一脈沖電信號A的相位發(fā)生變化(由高電平變化為低電平)，因而判定旋鈕601當前的旋轉(zhuǎn)方向為逆時針方向。需要說明的是，脈沖電信號A和B的相位變化亦可以為由低電平變化為高電平。

此外，所述步驟S34還可以采用另一種實現(xiàn)方式進行實現(xiàn)，具體為：當所述第一脈沖電信號A的相位不變，且所述第二脈沖電信號B的相位變化延后時，判定旋鈕601當前的旋轉(zhuǎn)方向為順時針旋轉(zhuǎn)；當所述第一脈沖電信號A的相位不變，且所述第二脈沖電信號B的相位變化提前時，判定旋鈕601當前的旋轉(zhuǎn)方向為逆時針旋轉(zhuǎn)。在本實施例中，在所述步驟S34中，可以獨立地采用以上兩種實現(xiàn)方式的其中一種或兩種組合方式對旋鈕當前的旋轉(zhuǎn)方向進行判斷。

相應(yīng)地，在圖4實施例提供的光電感應(yīng)旋鈕的控制電路中，所述旋轉(zhuǎn)方向檢測單元46，包括：

正向檢測子單元461，用于當所述第一脈沖電信號A的相位先于所述第二脈沖電信號B的相位發(fā)生變化時，判定旋鈕601當前的旋轉(zhuǎn)方向為順時針旋轉(zhuǎn)；

反向檢測子單元462，用于當所述第二脈沖電信號B的相位先于所述第一脈沖電信號A的相位發(fā)生變化時，判定旋鈕601當前的旋轉(zhuǎn)方向為逆時針旋轉(zhuǎn)。

此外，所述旋轉(zhuǎn)方向檢測單元46中，正向檢測子單元461，可單獨地或進一步地用于當所述第一脈沖電信號A的相位不變，且所述第二脈沖電信號B的相位變化延后時，判定旋鈕601當前的旋轉(zhuǎn)方向為順時針旋轉(zhuǎn)；反向檢測子單元462，可單獨地或進一步地用于當所述第一脈沖電信號A的相位不變，且所述第二脈沖電信號B的相位變化提前時，判定旋鈕601當前的旋轉(zhuǎn)方向為逆時針旋轉(zhuǎn)。

進一步地，所述步驟S33可以采用定周期掃描模式對所述第一脈沖電信號A和所述第二脈沖電信號B的相位進行周期性檢測，或者，采用外部中斷模式對所述第一脈沖電信號A和所述第二脈沖電信號B的相位進行檢測。

相應(yīng)地，所述相位檢測單元45，包括：周期檢測子單元451，用于采用定周期掃描模式對所述第一脈沖電信號A和所述第二脈沖電信號B的相位進行周期性檢測。此外，所述相位檢測單元45，還可以獨立或進一步包括：中斷檢測子單元452，用于采用外部中斷模式對所述第一脈沖電信號A和所述第二脈沖電信號B的相位進行檢測。

如圖8所示，根據(jù)黑白反光圈606正面上的兩個光信號檢測點P_A和P_B的所在位置，當旋鈕601(面向用戶)順時針旋轉(zhuǎn)時，黑白反光圈606正面面向第一光電管LED1和第二光電管LED2時實質(zhì)為逆時針方向。因此，當旋鈕601順時針旋轉(zhuǎn)時，由于兩個光信號檢測點P_A和P_B分別處于各自檢測區(qū)域相對于軸心l的同一側(cè)(如右側(cè))，光信號檢測點P_A首先發(fā)生黑白區(qū)域替換(包括但不限于從白色區(qū)域變換到黑色區(qū)域)，從而第一光電管LED1所產(chǎn)生的第一脈沖電信號A先于第二光電管LED2所產(chǎn)生的第二脈沖電信號B發(fā)生相位變化(由高電平轉(zhuǎn)換為低電平)，獲得如圖9(a)所示的電脈沖信號圖；反之，當旋鈕601逆時針旋轉(zhuǎn)時，光信號檢測點P_B首先發(fā)生黑白區(qū)域替換(包括但不限于從白色區(qū)域變換到黑色區(qū)域)，因此，第二光電管LED2所產(chǎn)生的第二脈沖電信號B先于第一光電管LED1所產(chǎn)生的第一脈沖電信號A發(fā)生相位變化(由高電平轉(zhuǎn)換為低電平)，獲得如圖9(b)所示的電脈沖信號圖。由此，利用檢測獲得的第一脈沖電信號A和第二脈沖電信號B的相位可以反向推斷出旋鈕601當前的旋轉(zhuǎn)方向。

在本實施例中，根據(jù)黑白反光圈606的兩個光信號檢測點P_A和P_B的所在位置和第一光電管LED1與第二光電管LED2安裝位置，可知第一脈沖電信號A和第二脈沖電信號B分別具有高電平“1”和低電平“0”兩種狀態(tài)，因此，第一脈沖電信號A和第二脈沖電信號B共具有四種組合狀態(tài)(00,01,10,11)。但是，本實施例僅將A、B相位均發(fā)生變化的兩種狀態(tài)作為旋鈕601的有效操作的判斷依據(jù)。

具體地，當采用定周期掃描模式對所述第一脈沖電信號A和所述第二脈沖電信號B的相位進行周期性檢測時，對應(yīng)圖7和圖8，可以獲得如下表1所示的相位組合狀態(tài)。

表1第一脈沖電信號A和第二脈沖電信號B的組合狀態(tài)

具體地，采用固定周期T檢測第一脈沖電信號A和第二脈沖電信號B的電平的高低，通過兩種信號的電平的高低變化順序來判斷旋鈕601的旋轉(zhuǎn)方向。從上文所記載的內(nèi)容可知，第一脈沖電信號A和第二脈沖電信號B的相位變化具有一定的先后順序，結(jié)合圖8、圖9和表1，當旋鈕601順時針旋轉(zhuǎn)時，第一脈沖電信號A首先經(jīng)過一段時間t1從高電平轉(zhuǎn)換為低電平，當旋鈕601逆時針旋轉(zhuǎn)時，第二脈沖電信號B首先經(jīng)過一段時間t2從高電平轉(zhuǎn)換為低電平，然而時間t1和t2在實際操作中是難以掌控的，因而，在本實施例中，當?shù)谝幻}沖電信號A和第二脈沖電信號B的相位均發(fā)生變化才判定用戶對旋鈕601的旋轉(zhuǎn)為有效的旋轉(zhuǎn)動作。具體地，如表1和圖9所示，當旋鈕601順時針旋轉(zhuǎn)時，第一脈沖電信號A由狀態(tài)0轉(zhuǎn)換為狀態(tài)1時，發(fā)生了相位變化，而第二脈沖電信號B的相位未發(fā)生變化，當?shù)竭_狀態(tài)2時，第二脈沖電信號B的相位才發(fā)生變化，此時第一脈沖電信號A和第二脈沖電信號B的相位均由初始狀態(tài)的高電平“1”變化為低電平“0”，因此將旋鈕601的旋轉(zhuǎn)判定為有效的正向操作(順時針)；當旋鈕601繼續(xù)順時針旋轉(zhuǎn)時，第一脈沖電信號A由狀態(tài)2轉(zhuǎn)換為狀態(tài)3時，發(fā)生了相位變化，而第二脈沖電信號B的相位未發(fā)生變化，直到變化為狀態(tài)4(相位與狀態(tài)0相同，周期變化)，第一脈沖電信號A和第二脈沖電信號B的相位均由低電平“0”變化為高電平“1”，因此同樣將旋鈕601的旋轉(zhuǎn)判定為有效的正向操作(順時針)。當旋鈕601逆時針旋轉(zhuǎn)時可以得到相似的變換?？梢?，旋鈕601的旋轉(zhuǎn)為有效操作時，第一脈沖電信號A和第二脈沖電信號B同時為低電平或者同時為高電平。

在本實施例中，“周期T”是微控制器MCU的檢測時間，當這個周期T應(yīng)當足夠小且滿足系統(tǒng)響應(yīng)速度，以檢測出較快的脈沖(第一脈沖電信號A和第二脈沖電信號B)變化，可適應(yīng)較快的旋鈕旋轉(zhuǎn)操作。在實際應(yīng)用場合中，過快或過慢的檢測周期T均會產(chǎn)生一定的缺陷，例如，當檢測周期T較大而旋鈕旋轉(zhuǎn)速度較快時將有可能丟失一些有效數(shù)據(jù)；當檢測周期T較小時有可能產(chǎn)生誤檢測。在本實施例中周期T優(yōu)選為4毫秒。

此外，本實施例還可以采用外部中斷檢測模式對脈沖電信號的相位進行檢測。具體地，通過圖5實施例中的MCU微控制器的內(nèi)置模塊，采用外部中斷同時對第一脈沖電信號A的上升沿和下降沿進行檢測，并通過MCU的通用I/O(輸入/輸出)口檢測判斷第二脈沖電信號B電平的高低，從而根據(jù)第一脈沖電信號A和第二脈沖電信號B的檢測結(jié)果進行計數(shù)，如表2所示。

表2外部中斷檢測模式下的旋鈕旋轉(zhuǎn)檢測對應(yīng)表

在本實施例中，默認計數(shù)器輸出的計數(shù)值以順時針為正(向上計數(shù))，逆時針為負(向下計數(shù))，將計算獲得的計數(shù)值對應(yīng)于表1中的各種狀態(tài)(時間順序)，從而判斷出旋鈕601的旋轉(zhuǎn)方向和操作有效性。

當采用定周期掃描模式對所述第一脈沖電信號A和所述第二脈沖電信號B的相位進行周期性檢測時，其相對于外部中斷模式占用更多的處理器資源，邏輯判斷較為復(fù)雜，且可識別的頻率較低，但其不占用MCU的中斷資源；而外部中斷模式因占用了一定的中斷資源，可以在上升沿和下降沿同時觸發(fā)外部中斷，邏輯判斷相對簡單，占用處理器其他資源較少，可識別的頻率較高。用戶可以根據(jù)實際應(yīng)用場合的需要選擇相應(yīng)的檢測方式。

進一步地，當檢測獲得有效的旋轉(zhuǎn)操作時，可通過計數(shù)器對有效的脈沖個數(shù)進行計算，根據(jù)脈沖個數(shù)輸出相應(yīng)的控制信號，以控制相應(yīng)的功能單元輸出相應(yīng)的功能狀態(tài)變化，最終實現(xiàn)控制過程。

本發(fā)明實施例提供的光電感應(yīng)旋鈕的控制技術(shù)方案，通過采集在旋鈕中產(chǎn)生的至少兩組光信號，并對兩組光信號分別進行光電轉(zhuǎn)換，在旋鈕旋轉(zhuǎn)時可以獲得相位周期變化的兩種脈沖電信號，則可以根據(jù)兩種脈沖電信號的相位變化判斷出當前旋鈕的旋轉(zhuǎn)方向，并進一步計算獲得有效的脈沖數(shù)量，從而可根據(jù)脈沖數(shù)量的變化設(shè)置出不同的控制信號，實現(xiàn)對相應(yīng)的功能模塊(如音量控制模塊，收音選臺模塊，空調(diào)控制模塊，顯示模塊等)進行功能狀態(tài)的控制與切換。由于本發(fā)明提供的旋鈕通過光電感應(yīng)的無線連接方式獲得用戶的觸發(fā)信號，因而旋鈕的使用壽命獲得大大提高，同時避免了固定的有線連接的易受環(huán)境影響的缺陷；并且由于光電采集裝置的結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)的可變電位器和觸發(fā)器更為簡單、占用體積小，因而本發(fā)明提供的旋鈕的制造成本更低，其占用空間也得到有效降低，并可滿足日益趨向的PCB小型化設(shè)計要求，實用性高。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。