號,對第一組電壓信號進行消抖抗擾處理輸出給MCU芯片的第一接收單元;以及用于接收第二組電流信號并轉換成第二組電壓信號,對第二組電壓信號進行消抖抗擾處理輸出給M⑶的第二接收單元;所述第一接收單元連接第一發射單元和M⑶芯片,第二接收單元連接第二發射單元和MCU芯片。
[0064]由MCU芯片U對兩組電壓信號進行整合處理即可得到測量結果。本實施例在卷尺帶被拉出進行測量時才喚醒紅外發射、接收模塊進行測量,紅外發射、接收模塊無需實時保持工作狀態,節省了電能消耗,減少了紅外收發功耗。采用紅外方式可在用戶使用時再測量,節省了紅外收發功耗;且紅外收發不受外界因素、卷尺帶是否彎折的影響,穩定性較高,確保了測量的準確性。
[0065]請繼續參閱圖4,所述第一發射單元包括第一開關管Q1、第二開關管Q2、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第一光電傳感器U3、第二光電傳感器U4、第三光電傳感器U5、第十三電容C13、第十四電容C14、第十五電容C15、第十電阻R10、第^^一電阻R11、第十二電阻R12和第十三電阻R13;所述第一開關管Ql的柵極連接M⑶芯片的P0.08端、第二開關管Q2的柵極連接MCU芯片的P0.09端,第一開關管Ql的漏極通過第七電阻R7連接第一光電傳感器U3的第I腳,第一光電傳感器U3的第2腳連接第一光電傳感器U3的第3腳和VDD_IR供電端,第一光電傳感器U3的第4腳連接第一接收單元;所述第二開關管Q2的漏極通過第八電阻R8連接第二光電傳感器U4的第I腳、還通過第九電阻R9連接第三光電傳感器U5的第I腳,第二光電傳感器U4的第2腳連接第二光電傳感器U4的第3腳和VDD_IR供電端,第二光電傳感器U4的第4腳連接第一接收單元,第三光電傳感器U5的第2腳連接第三光電傳感器U5的第3腳和VDD_IR供電端,第三光電傳感器U5的第4腳連接第一接收單元;所述第一開關管Ql的柵極通過第十電阻RlO接地、還通過第^^一電阻Rll連接M⑶芯片的P0.08端,第二開關管Q2的柵極通過第十二電阻R12接地、還通過第十三電阻R13連接M⑶芯片的P0.09端,第十三電容C13串聯在第一光電傳感器U3的第2腳和地之間,第十四電容C14串聯在第二光電傳感器U4的第2腳和地之間,第十五電容C15串聯在第三光電傳感器U5的第2腳和地之間。
[0066]其中,所述第一開關管Ql、第二開關Q2均為匪OSFET管。所述第一光電傳感器U3和第二光電傳感器U4的型號為ITR8307,其為反射型的光電傳感器,也即是說,光電傳感器中紅外燈發光,光敏三極管根據外部反射光的強弱來導通或截止。紅外燈與光敏三極管之間設置了隔離結構,紅外燈的光不會照到光敏三極管上,也就不會影響光敏三極管的通斷。MCU輸出的第一開關信號(IR_LED_CTRL4、IR_LED_CTRL56,高電平有效)控制第一開關管Ql、第二開關Q2導通。第一光電傳感器U3和第二光電傳感器U4中紅外燈發光照射在卷尺帶的格雷碼上。格雷碼的反射光控制第一光電傳感器U3和第二光電傳感器U4中光敏三極管導通,光敏三極管輸出第一組電流信號(IR_SIG4、IR_SIG5、IR_SIG6,表示高3位的測量數據)。
[0067]第一開關信號的高電平能控制第一光電傳感器U3和第二光電傳感器U4持續發光預設時間(如100微秒),這樣可確保反射光的接收的穩定性,避免漏采集測量數據,以提高測量的準確性。
[0068]第十電阻R10、第十一電阻Rll可保護第一開關管Ql,避免柵極電壓過高燒損;第十二電阻R12、第十三電阻R13保護第二開關管Q2。第十三電容C13、第十四電容C14、第十五電容Cl 5為濾波電容,可使光電傳感器中紅外燈的電源更加穩定,則發射的紅外光更加穩定。
[0069]第二發射單元的電路結構和工作原理與第一發射單元相同,僅輸入的開關信號和輸出的電流信號不同。第二發射單元的第二開關信號為IR_LED_CTRL1、IR_LED_CTRL23,輸出的第二組電流信號為IR_SIG1、IR_SIG2、IR_SIG3,表示低3位的測量數據。如圖5所示,此處對此不作贅述。
[0070]請一并參閱圖6,所述第一接收單元包括單路反向器S1、雙路反向器S2、第三開關管Q3、第四開關管Q4、第五開關管Q5、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第十六電阻R16、第十七電阻R17、第十八電阻R18、第十九電阻R19、第十六電容C16、第十七電容C17、第二十電阻R20、第二 ^^一電阻R21和第二十二電阻R22。
[0071]所述第三開關管Q3的基極連接第一光電傳感器的第4腳、還通過第十四電阻R14接地;第三開關管Q3的發射極接地,第三開關管Q3的集電極連接單路反向器SI的A腳、還通過第十五電阻R15連接VDD_IR供電端;所述單路反向器SI的Y腳通過第二十電阻R20連接MCU芯片的P0.10端,單路反向器SI的VCC腳連接VDD_IR供電端,單路反向器SI的GND腳接地;所述第四開關管Q4的基極連接第二光電傳感器的第4腳、還通過第十六電阻R16接地;第四開關管Q4的發射極接地,第四開關管Q4的集電極連接雙路反向器S2的IA腳、還通過第十七電阻R17連接VDD_IR供電端;所述第五開關管Q5的基極連接第三光電傳感器的第4腳、還通過第十八電阻R18接地;第五開關管Q5的發射極接地,第五開關管Q5的集電極連接雙路反向器S2的2A腳、還通過第十九電阻R19連接VDD_IR供電端;所述雙路反向器S2的IY腳通過第二十一電阻R21連接M⑶的P0.11端、雙路反向器S2的2Y腳通過第二十二電阻R22連接MCU的P0.12端,雙路反向器S2的VCC腳連接VDD_IR供電端,雙路反向器的GND腳接地;所述第十六電容C16的一端連接VDD_IR供電端,第十六電容C16的另一端接地,所述第十七電容C17的一端連接VDD_IR供電端,第十七電容Cl 7的另一端接地。
[0072]其中,所述單路反向器SI為單路施密特觸發反向器,型號為SN74LVC1G14DRL。雙路反向器S2為雙路施密特觸發反向器,型號為SN74LVC2G14DCKR。第三開關管Q3、第四開關管Q4、第五開關管Q5為NPN三極管。第一組電流信號(IR_SIG4、IR_SIG5、IR_SIG6)輸入轉換成電壓信號、控制對應的開關管的通斷。基于紅外光照射在格雷碼的黑色區域,反射光少,則電壓信號低于開關管的閥值電壓,開關管斷開,上拉高電壓到對應的施密特觸發反向器,主要進行消除抖動干擾,在經過內置的反相器反相后輸出低電平的第一組電壓信號(IR_CAL4、IR_CAL5、IR_CAL6)給MCU。紅外光照射在格雷碼的白色區域,反射光多,則電壓信號高于開關管的閥值電壓,開關管導通,輸出低電壓到對應的施密特觸發反向器,消除抖動干擾后經過反相器反相,輸出高電平的IR_CAL4、IR_CAL5、IR_CAL6給MCU。
[0073]請繼續參閱圖7,所述第二接收單元包括第二十三電阻R23、第二十四電阻R24、第二十五電阻R25、第十八電容C18、第十九電容C19和第二十電容C20;所述第二十三電阻R23的一端連接第二發射單元、第二十電容的一端和M⑶芯片的P0.03/AIN4,第二十三電阻R23的另一端接地,第二十四電阻R24的一端連接第二發射單元、第十九電容C19的一端和MCU芯片的P0.04/AIN5,第二十四電阻R24的另一端接地,第二十五電阻R25的一端連接第二發射單元、第十八電容C18的一端和M⑶芯片的P0.05/AIN5,第二十五電阻25的另一端接地;所述第十八電容C18、第十九電容C19、第二十電容C20的另一端均接地。
[0074]第二組電流信號(11?_3161、11?_3162、11?_3163)分別經過第二十三電阻1?23、第二十四電阻R24、第二十五電阻R25后轉換成第二組電壓信號(IR_AIN1、IR_AIN2、IR_AIN3);再經過對應的電容濾波。MCU分別采集低三位紅外的電壓值;在MCU內部根據預設閥值,判斷接收到的信號是高(白)是低(黑),即可識別出測量結果。
[0075]請一并參閱圖1、圖2、圖8和圖9,碼盤電路90上設置有若干個排成一圈的導電塊101和鋪銅區102。第X個導電塊與按序排列的第x+n個導電塊通過導線連接為碼盤電路90的一輸出腳,各輸出腳均連接MCU芯片UI,所有的輸出腳輸出的信號組成一中斷信號并傳輸給MCU芯片U1。相鄰導電塊101之間設置有隔離區,隔離區的寬度為L,可避免導電塊之間相互影響。其中,x、n為正整數,且X從I開始,η為預設值,η的取值與MCU芯片的引腳個數有關。
[0076]上述已提及智能卷尺的卷尺帶采用設置了黑、白兩色格雷碼的帶子。卷尺帶是在其兩面均設置有格雷碼,完整的測量數據由兩面的格雷碼值決定。卷尺帶一面的格雷碼作為低3位數據,另一面作為高3位數據。需對卷尺帶兩面均進行紅外光照射。當用戶拉動卷尺帶進行測量時,卷尺帶轉動帶動電刷轉動,碼盤固定不動。導電塊101平時被MCU芯片Ul上拉為高電平。電刷轉動時與碼盤電路90中的導電塊101依次接觸。將對應的導電塊拉低從而產生下降沿中斷觸發MCU芯片。當MCU芯片檢測到下降沿信號時,輸出第一開關信號喚醒紅外收發模塊以進行高3位的測量。
[0077]當MCU芯片檢測碼盤電路90超過200毫秒無下降沿輸出時(表示用戶停止拉動卷尺帶,此時電刷可能與導電塊101或隔離區接觸,此時無下降沿信號(與導電塊接觸則持續為低電平信號,與隔離區接觸產生上升沿后保持為高電平),MCU芯片只有檢測到下降沿信號才被觸發,輸出第二開關信號給紅外收發模塊以進行低3位的測量。MCU芯片將紅外收發模塊反饋的高3位和低3位對應的兩組電壓信號進行整合處理即可獲得完整的測量結果。
[0078]請一并參閱圖10,進一步實施例中,X較佳為76,η較佳為4。則碼盤電路90包括80個導電塊101,80個導電塊排成一圈并按序標為第I導電塊?第80導電塊,具體如圖3所示。圖4中每個引腳(1~80)表示一個導電塊,則第1、5、9、13、17、21、25、29、33、37、41