微功耗可見光感應(yīng)按鍵及用于儀表的光學(xué)通訊接收方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及儀表控制技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種使用單一紅外接收管實(shí)現(xiàn)微功耗可見光感應(yīng)按鍵及用于儀表的光學(xué)通訊接收方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，用于儀表設(shè)備的按鍵主要采用機(jī)械按鍵、磁控類的按鍵。采用機(jī)械按鍵，需要從結(jié)構(gòu)內(nèi)部預(yù)留一定的空間，儀器的按鍵處，要有可活動部件，不易保證防水和防塵；采用磁控類的按鍵，需要有磁性部件來實(shí)現(xiàn)按鍵的操作，對環(huán)境要求較高，遇強(qiáng)磁環(huán)境，按鍵的性能會受到影響；同時，具有紅外通訊功能的儀表設(shè)備，其實(shí)現(xiàn)方式也具有成本高、電路復(fù)雜的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、顯著節(jié)約能源、降低功耗、性能優(yōu)越、具有防水、防塵、防磁的使用單一紅外接收管實(shí)現(xiàn)微功耗可見光感應(yīng)按鍵及用于儀表的光學(xué)通訊接收方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種微功耗可見光感應(yīng)按鍵，設(shè)有殼體，其特征在于所述殼體為密閉的透明殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有電路板，所述電路板上設(shè)有微處理器MCU、電源模塊、電阻R2、電容C1、AD采樣電路和光接收管RXl，所述電源模塊為微處理器MCU提供電源，所述電阻R2、電容Cl組成低通濾波電路，所述微處理器MCU內(nèi)嵌檢測光感應(yīng)處理程序、ADC模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊和定時器，微處理器MCU通過定時器發(fā)出啟動信號，啟動信號經(jīng)低通濾波電路消除高頻信號，再通過微處理器MCU內(nèi)部的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊采集數(shù)據(jù)，并判斷數(shù)據(jù)是否處于穩(wěn)定狀態(tài)，然后設(shè)置光接收管RXl的光照強(qiáng)度對應(yīng)AD采樣電路的采集值Light，設(shè)置Light為光照強(qiáng)度變?nèi)蹰撝岛桶聪碌拈撝?，Light/2為光照強(qiáng)度變強(qiáng)閾值，并開啟高閾值、低閾值觸發(fā)中斷，使控制進(jìn)入微功耗模式。
[0005]本發(fā)明可在所述電路板上設(shè)有限流電阻R1，通過限流電阻R1，來限制流過光接收管RXl的電流，使通過限流電阻Rl的電流降低，進(jìn)一筆達(dá)到微功耗的作用。
[0006]本發(fā)明還可在所述電路板上設(shè)有光發(fā)射管TX1，以利于通過光發(fā)射管TXl與外部的設(shè)備進(jìn)行通訊，達(dá)到節(jié)約能源，使用壽命長的作用。
[0007]本發(fā)明所述定時器TAO使用ACLK (32768Hz)為時鐘源，以利于在微功耗下工作，降低功耗。
[0008]本發(fā)明所述定時器TAO產(chǎn)生的方波頻率為21Hz，以利于采樣和轉(zhuǎn)換觸發(fā)源。
[0009]本發(fā)明所述光接收管接收到的光波長度在400nm~l 10nm間，以使光學(xué)通道(數(shù)據(jù)傳輸)不受強(qiáng)度達(dá)到16000 Iux的周圍光線組成與日照可比的光、包括熒光的影響。
[0010]本發(fā)明所述微功耗可見光感應(yīng)按鍵的控制方法步驟為:首先，電源模塊供電，通過AD采樣電路比較從而判斷是否為高電平，再使用微處理器MCU內(nèi)部的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換、窗口比較和內(nèi)部的比較器實(shí)現(xiàn)紅外通訊的接收功能，使定時器TAO產(chǎn)生方波作為采樣、轉(zhuǎn)換觸發(fā)源，觸發(fā)AD采樣電路的啟動檢測光強(qiáng)度的變化；
對微處理器MCU供電后，通過微處理器MCU內(nèi)部的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊采集數(shù)據(jù)，并判斷數(shù)據(jù)是否處于穩(wěn)定狀態(tài)，然后設(shè)置光接收管RXl的光照強(qiáng)度對應(yīng)AD采樣電路的采集值為Light，設(shè)置Light為光照強(qiáng)度的變?nèi)蹰撝岛桶聪碌拈撝担琇ight/2為光照強(qiáng)度變強(qiáng)閾值，開啟高閾值、低閾值觸發(fā)中斷，進(jìn)入微功耗模式；
當(dāng)用手或用其它物體遮擋光接收管RXl接收的可見光線時，光接收管RXl接收到的光照強(qiáng)度產(chǎn)生變化，進(jìn)而使AD采樣電路采集的數(shù)據(jù)產(chǎn)生變化，當(dāng)其大于Light時，判斷為按鍵按下或光照強(qiáng)度變?nèi)酰?br> 低于Light/2時，判斷為按鍵松開；
設(shè)置按下時間低于0.1s判斷為干擾，不做處理；
同樣如此處理松開按鍵，消除抖動；
設(shè)置按下時間超過0.ls，且低于Is判斷為短按；
按下時間超過Is判斷為長按；
按下超過1s判斷為光強(qiáng)變?nèi)趸蛐菝?，并重新設(shè)定其值為光接收管RXl的光照強(qiáng)度對應(yīng)AD采樣電路的采集值為Light ;
當(dāng)AD采樣電路采集的數(shù)據(jù)小于Light/4時，判斷為進(jìn)入強(qiáng)光，設(shè)置為新的光照強(qiáng)度對應(yīng)AD采樣電路的采集值Light為高閾值，Light/2為低閾值，開啟高閾值、低閾值觸發(fā)中斷，使之進(jìn)入微功耗模式。
[0011]—種用于儀表的光學(xué)通訊接收方法，其特征在于設(shè)有密封的透明殼體，所述密閉的透明殼體內(nèi)設(shè)有電路板，所述電路板上設(shè)有微處理器MCU、電源、限流電阻R1、微處理器MCU內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊ADC和光接收管RX1，所述電源為微處理器MCU提供電源，所述微處理器MCU內(nèi)嵌檢測光感應(yīng)處理程序和定時器；當(dāng)紅外發(fā)射設(shè)備與儀表進(jìn)行通訊時，光接收管接收到紅外發(fā)射設(shè)備發(fā)出的紅外光信號時，自身會反復(fù)導(dǎo)通與截止，則比較器輸入端Pl.3在高低電壓之間不斷變化，最終微處理器MCU內(nèi)部的比較器輸出連續(xù)的編碼信號，實(shí)現(xiàn)了紅外通訊接收功能，最終實(shí)現(xiàn)通過紅外方式對設(shè)備進(jìn)行通訊的目的。
[0012]本發(fā)明所述光接收管RXl與紅外發(fā)射設(shè)備的光軸距離a2=10mm(±lmm)，產(chǎn)生的信號在一個規(guī)定的光激活區(qū)域上的輻射強(qiáng)度為Ee/R，
當(dāng)Ee/R彡20(^W/cm2時定義光接收管RXl為開；
當(dāng)Ee/R ( 20(^W/cm2時定義光接收管RXl為關(guān)，以達(dá)到信號強(qiáng)的作用。
[0013]本發(fā)明所述光接收管RXl與紅外發(fā)射設(shè)備的光學(xué)通道不應(yīng)受強(qiáng)度達(dá)到16000 Iux周圍光線組成與日照可比的光、包括熒光的影響。
[0014]實(shí)施例:本發(fā)明可嵌入到任意儀表中，當(dāng)需要按鍵時，可用物體(可直接用手指遮擋)擋住光線，即可達(dá)到按鍵按下的作用，當(dāng)物體離開光線，即表明按鍵松開；當(dāng)需要對儀表進(jìn)行控制時，通過紅外發(fā)射裝置發(fā)射具有一定編碼規(guī)則的紅外光，由接收管RXl接收到后，即可實(shí)現(xiàn)通訊目的。
[0015]本發(fā)明由于采用上述方法和結(jié)構(gòu)，不借助其他裝置及設(shè)備，而是通過檢測光的強(qiáng)弱來實(shí)現(xiàn)鍵的按下、釋放的功能，并通過紅外接收管單管實(shí)現(xiàn)紅外通訊接收功能，顯著提高了防水、防塵和防磁性能，具有微功耗、低成本、節(jié)約能源、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0016]
圖1是本發(fā)明所述微功耗可見光感應(yīng)按鍵的電氣原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明:
如附圖1所示，一種微功耗可見光感應(yīng)按鍵，設(shè)有殼體，其特征在于所述殼體為密閉的透明殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有電路板，所述電路板上設(shè)有微處理器MCU、電源模塊、電阻R2、電容Cl、AD采樣電路和光接收管RXl，所述電源模塊為微處理器MCU提供電源，所述電阻R2、電容Cl組成低通濾波電路，所述微處理器MCU內(nèi)嵌檢測光感應(yīng)處理程序、ADC模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊和定時器，微處理器MCU通過定時器發(fā)出啟動信號，啟動信號經(jīng)低通濾波電路消除高頻信號，再通過微處理器MCU內(nèi)部的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊采集數(shù)據(jù)，并判斷數(shù)據(jù)是否處于穩(wěn)定狀態(tài)，然后設(shè)置光接收管RXl的光照強(qiáng)度對應(yīng)AD采樣電路的采集值Light，設(shè)置Light為光照強(qiáng)度變?nèi)蹰撝岛桶聪碌拈撝?，Light / 2為光照強(qiáng)度變強(qiáng)閾值，并開啟高閾值、低閾值觸發(fā)中斷，使控制進(jìn)入微功耗模式。
[0018]本發(fā)明可在所述電路板上設(shè)有限流電阻R1，通過限流電阻R1，來限制流過光接收管RXl的電流，使通過限流電阻Rl的電流降低，進(jìn)一步達(dá)到微功耗的作用。
[0019]本發(fā)明還可在所述電路板上設(shè)有光發(fā)射管TX1，以利于通過光發(fā)射管TXl與外部的設(shè)備進(jìn)行通訊，達(dá)到節(jié)約能源，使用壽命長的作用。
[0020]本發(fā)明所述定時器TAO使用ACLK (32768Hz)為時鐘源，以利于在微功耗下工作，降低功耗。
[0021]本發(fā)明所述定時器TAO產(chǎn)生的方波頻率為21Hz，以利于采樣和轉(zhuǎn)換觸發(fā)源。
[0022]本發(fā)明所述光接收管接收到的光波長度在400nm~l 10nm間，以使光學(xué)通道(數(shù)據(jù)傳輸)不受強(qiáng)度達(dá)到16000 Iux的周圍光線組成與日照可比的光，包括熒光的影響。
[0023]本發(fā)明所述微功耗可見光感應(yīng)按鍵的控制方法步驟為:首先，電源模塊供電，通過AD采樣電路比較從而判斷是否為高電平，再使用微處理器MCU內(nèi)部的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換、窗口比較和內(nèi)部的比較器實(shí)現(xiàn)紅外通訊的接收功能，使定時器TAO產(chǎn)生