微功耗可見光感應按鍵及用于儀表的光學通訊接收方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及儀表控制技術領域，具體地說是一種使用單一紅外接收管實現微功耗可見光感應按鍵及用于儀表的光學通訊接收方法。
【背景技術】
[0002]目前，用于儀表設備的按鍵主要采用機械按鍵、磁控類的按鍵。采用機械按鍵，需要從結構內部預留一定的空間，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現按鍵的操作，對環境要求較高，遇強磁環境，按鍵的性能會受到影響；同時，具有紅外通訊功能的儀表設備，其實現方式也具有成本高、電路復雜的缺點。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是解決上述現有技術的不足，提供一種結構簡單、顯著節約能源、降低功耗、性能優越、具有防水、防塵、防磁的使用單一紅外接收管實現微功耗可見光感應按鍵及用于儀表的光學通訊接收方法。
[0004]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:
一種微功耗可見光感應按鍵，設有殼體，其特征在于所述殼體為密閉的透明殼體，所述殼體內設有電路板，所述電路板上設有微處理器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內嵌檢測光感應處理程序、ADC模數轉化模塊和定時器，微處理器MCU通過定時器發出啟動信號，啟動信號經低通濾波電路消除高頻信號，再通過微處理器MCU內部的ADC模數轉化模塊采集數據，并判斷數據是否處于穩定狀態，然后設置光接收管RXl的光照強度對應AD采樣電路的采集值Light，設置Light為光照強度變弱閾值和按下的閾值，Light/2為光照強度變強閾值，并開啟高閾值、低閾值觸發中斷，使控制進入微功耗模式。
[0005]本發明可在所述電路板上設有限流電阻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，進一筆達到微功耗的作用。
[0006]本發明還可在所述電路板上設有光發射管TX1，以利于通過光發射管TXl與外部的設備進行通訊，達到節約能源，使用壽命長的作用。
[0007]本發明所述定時器TAO使用ACLK (32768Hz)為時鐘源，以利于在微功耗下工作，降低功耗。
[0008]本發明所述定時器TAO產生的方波頻率為21Hz，以利于采樣和轉換觸發源。
[0009]本發明所述光接收管接收到的光波長度在400nm~l 10nm間，以使光學通道(數據傳輸)不受強度達到16000 Iux的周圍光線組成與日照可比的光、包括熒光的影響。
[0010]本發明所述微功耗可見光感應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內部的ADC模數轉換、窗口比較和內部的比較器實現紅外通訊的接收功能，使定時器TAO產生方波作為采樣、轉換觸發源，觸發AD采樣電路的啟動檢測光強度的變化；
對微處理器MCU供電后，通過微處理器MCU內部的ADC模數轉化模塊采集數據，并判斷數據是否處于穩定狀態，然后設置光接收管RXl的光照強度對應AD采樣電路的采集值為Light，設置Light為光照強度的變弱閾值和按下的閾值，Light/2為光照強度變強閾值，開啟高閾值、低閾值觸發中斷，進入微功耗模式；
當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接收到的光照強度產生變化，進而使AD采樣電路采集的數據產生變化，當其大于Light時，判斷為按鍵按下或光照強度變弱；
低于Light/2時，判斷為按鍵松開；
設置按下時間低于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判斷為光強變弱或休眠，并重新設定其值為光接收管RXl的光照強度對應AD采樣電路的采集值為Light ;
當AD采樣電路采集的數據小于Light/4時，判斷為進入強光，設置為新的光照強度對應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、低閾值觸發中斷，使之進入微功耗模式。
[0011]—種用于儀表的光學通訊接收方法，其特征在于設有密封的透明殼體，所述密閉的透明殼體內設有電路板，所述電路板上設有微處理器MCU、電源、限流電阻R1、微處理器MCU內部的模數轉化模塊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內嵌檢測光感應處理程序和定時器；當紅外發射設備與儀表進行通訊時，光接收管接收到紅外發射設備發出的紅外光信號時，自身會反復導通與截止，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內部的比較器輸出連續的編碼信號，實現了紅外通訊接收功能，最終實現通過紅外方式對設備進行通訊的目的。
[0012]本發明所述光接收管RXl與紅外發射設備的光軸距離a2=10mm(±lmm)，產生的信號在一個規定的光激活區域上的輻射強度為Ee/R，
當Ee/R彡20(^W/cm2時定義光接收管RXl為開；
當Ee/R ( 20(^W/cm2時定義光接收管RXl為關，以達到信號強的作用。
[0013]本發明所述光接收管RXl與紅外發射設備的光學通道不應受強度達到16000 Iux周圍光線組成與日照可比的光、包括熒光的影響。
[0014]實施例:本發明可嵌入到任意儀表中，當需要按鍵時，可用物體(可直接用手指遮擋)擋住光線，即可達到按鍵按下的作用，當物體離開光線，即表明按鍵松開；當需要對儀表進行控制時，通過紅外發射裝置發射具有一定編碼規則的紅外光，由接收管RXl接收到后，即可實現通訊目的。
[0015]本發明由于采用上述方法和結構，不借助其他裝置及設備，而是通過檢測光的強弱來實現鍵的按下、釋放的功能，并通過紅外接收管單管實現紅外通訊接收功能，顯著提高了防水、防塵和防磁性能，具有微功耗、低成本、節約能源、使用壽命長等優點。
【附圖說明】
[0016]
圖1是本發明所述微功耗可見光感應按鍵的電氣原理圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本發明進一步說明:
如附圖1所示，一種微功耗可見光感應按鍵，設有殼體，其特征在于所述殼體為密閉的透明殼體，所述殼體內設有電路板，所述電路板上設有微處理器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內嵌檢測光感應處理程序、ADC模數轉化模塊和定時器，微處理器MCU通過定時器發出啟動信號，啟動信號經低通濾波電路消除高頻信號，再通過微處理器MCU內部的ADC模數轉化模塊采集數據，并判斷數據是否處于穩定狀態，然后設置光接收管RXl的光照強度對應AD采樣電路的采集值Light，設置Light為光照強度變弱閾值和按下的閾值，Light / 2為光照強度變強閾值，并開啟高閾值、低閾值觸發中斷，使控制進入微功耗模式。
[0018]本發明可在所述電路板上設有限流電阻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，進一步達到微功耗的作用。
[0019]本發明還可在所述電路板上設有光發射管TX1，以利于通過光發射管TXl與外部的設備進行通訊，達到節約能源，使用壽命長的作用。
[0020]本發明所述定時器TAO使用ACLK (32768Hz)為時鐘源，以利于在微功耗下工作，降低功耗。
[0021]本發明所述定時器TAO產生的方波頻率為21Hz，以利于采樣和轉換觸發源。
[0022]本發明所述光接收管接收到的光波長度在400nm~l 10nm間，以使光學通道(數據傳輸)不受強度達到16000 Iux的周圍光線組成與日照可比的光，包括熒光的影響。
[0023]本發明所述微功耗可見光感應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內部的ADC模數轉換、窗口比較和內部的比較器實現紅外通訊的接收功能，使定時器TAO產生