一种调整电子仪器显示值的数字输入模块的制作方法
【专利摘要】本发明属于数字输入模块设计领域，涉及一种调整电子仪器显示值的数字输入模块，数字输入模块包括依次顺接的光电码盘(1)、光电传感器组件(2)、处理器(3)和接口电路(4)。本发明光电码盘(1)产生光脉冲信号，利用光电传感器组件(2)对光电码盘(1)产生的光脉冲信号进行转换，处理器(3)判断光电码盘(1)转动方向和转速，根据光电码盘(1)转动的方向，实现与之配套显示器指示值加或减操作，该发明硬件接口连接方便，占外电路处理器资源少。
【专利说明】一种调整电子仪器显示值的数字输入模块
【技术领域】
[0001] 本发明属于数字输入模块设计领域，涉及一种调整电子仪器显示值的数字输入模 块。
【背景技术】
[0002] 目前电子仪器数字输入模块的数据调整方法主要有以下几种：
[0003] -种是参考计算机小键盘的布局方式，数位转换用左、右方向键调整，数字由键盘 直接键入；存在输入面板按键多、数位切换不方便，按键长期使用易失效的问题。
[0004] 第二种是采用四个方向键的输入方式，左右方向键调整要改变的数位，上或下方 向键每按一次在当前数位进行加1或减1操作；存在输入面板按键多、、输入操作效率低的 问题。
[0005] 第三种是利用左右键加旋转编码器组成，用左右键调整数位，编码器旋钮顺时针 或逆时针转一步，当前数位数字执行加1或减1操作；存在数位切换不方便、按键长期使用 易失效的问题。
[0006] 第四种是使用带开关的编码器，按动编码器转动轴一次，数位逆时针方向前进一 位，如果当前数位调整符处于显示器最高位，则自动跳转到显示器的最低数位，再按动转动 轴，数位继续逆时针改变，执行循环操作，在当前数位上，顺时针旋转编码器一步，数位数字 加1，反之减1。存在输入操作效率低的问题。
[0007] 综上，当前电子仪器输入模块的数据调整方法存在输入面板按键多、数位切换不 方便、输入操作效率低、按键易失效的问题，需要改进。
【发明内容】
[0008] 本发明要解决的技术问题是现有电子仪器数字输入模块的输入面板按键多、数位 切换不方便的问题。
[0009] 本发明提供一种调整电子仪器显示值的数字输入模块，该数字输入模块结构简 单，使用起来非常方便。
[0010] 本发明数字输入模块包括依次顺接的光电码盘、光电传感器组件、处理器和接口 电路；其中；
[0011] 光电传感器组件将光电码盘产生的光脉冲信号转换成电脉冲信号至处理器； [0012] 处理器根据接收到的电脉冲信号和相位判断单位时间内光电码盘的转动方向和 转速，产生三种输出信号：
[0013] 根据光电码盘的转动方向产生加减控制信号；
[0014] 单位时间内光电码盘产生的光脉冲信号个数落入不同的脉冲区间，在不同输出位 上产生计数脉冲信号；
[0015] 一个计数单位时间内产生有效计数脉冲信号，则产生中断信号；
[0016] 接口电路根据接收到输出信号，通过接口电路内部的驱动芯片对连接的仪器显示 器进行数字调整：
[0017] 当加计数信号突然变成减计数信号或减计数信号突然变成加计数信号，，即光电 码盘转动方向改变，此时，模块内的脉冲计数器清零，开始新方向的脉冲计数；
[0018] 将模块输出的计数脉冲信号分配至仪器显示器各数位上，对特定数位上的数字执 行加1或减1操作；
[0019] 中断信号中断仪器显示器当前操作，接收数字输入模块的数字输入，改变一次仪 器显示器某数位上的数字指示值。
[0020] 进一步，所述光电码盘为光电增量脉冲码盘，光电增量脉冲码盘输出A、B两相正 交光脉冲信号。
[0021] 本发明通过处理器根据光电码盘产生的光脉冲信号，判断光电码盘的转动方向和 转速，从而实现仪器显示器的数字调整，相比于现有技术，本发明的结构大大减少，利用很 少的器件，即可解决现有复杂结构实现的技术问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1为本发明数字输入模块的框架图；
[0023] 图2本利用发明进行数据调整的流程图
[0024] 图3本发明数字输入模块的外封装图；
[0025] 图4为本发明数字输入模块的内部结构图；
[0026] 图5为本发明数字输入模块的内部结构图的侧视图；
[0027] 图6为本发明数字输入模块的光电传感器组件输出电脉冲信号的时序图；
[0028] 图7为本发明数字输入模块的应用举例示意图；
[0029] 图8为本发明数字输入模块的主程序框图；
[0030] 图9为本发明单片机输入端口的中断服务程序框图；
[0031] 图10为本发明单片机500ms定时中断服务程序框图；
[0032] 图11为处理本发明数字输入模块中断时应用举例中断服务程序框图；
[0033] 图12为应用举例的加法子程序框图；
[0034] 图13为应用举例的减法子程序框图。
[0035] 1-光电码盘，2-光电传感器组件，3-处理器，4-接口电路，5-仪器显示器，6-模块 转轴，7-线路板，8-外壳。
【具体实施方式】
[0036] 一、本发明的结构
[0037] 参考图1、图2,一种调整电子仪器显示值的数字输入模块，包括依次顺接的光电 码盘1、光电传感器组件2、处理器3和接口电路4 ;
[0038] 光电码盘1产生光脉冲信号；光电传感器组件2将光电码盘1产生的光脉冲信号 转换成符合处理器3需要的电脉冲信号；
[0039] 处理器3根据接收到的电脉冲信号和相位判断单位时间内光电码盘的转动方向 和转速，产生输出信号，输出信号共有三种类型：
[0040] 第一种是加减控制信号，根据光电码盘1的转动方向产生不同的加减控制信号： 光电码盘1顺时针转动时产生加计数信号，光电码盘1逆时针转动时产生减计数信号；
[0041] 第二种是计数脉冲信号，光电码盘1的转速不同，单位时间内光电码盘1产生的光 脉冲信号个数落入不同的脉冲区间，产生不同的计数脉冲信号；
[0042] 第三种是中断信号，一个计数单位时间内产生有效计数脉冲信号则产生中断信 号；
[0043] 接口电路4根据接收到输出信号，通过接口电路4内部的驱动芯片对连接的仪器 显示器5进行数字调整 ：
[0044] 加计数信号对仪器显示器5特定数位执行加计数，减计数信号对仪器显示器5特 定数位执行减计数；
[0045] 当加计数信号突然变成减计数信号或减计数信号突然变成加计数信号，说明光电 码盘1转动方向改变，此时，模块内的脉冲计数器清零，开始新方向的脉冲计数；
[0046] 计数脉冲信号对其对应的仪器显示器5特定数位上的数字执行加1或减1操作；
[0047] 中断信号中断仪器显示器5当前操作，接收数字输入模块的数字输入，改变一次 仪器显示器5某数位上的数字指示值。
[0048] 进一步，参考图3、图4和图5,光电码盘1通过光电码盘1内部的旋钮旋接于模块 转轴6上，模块转轴6转动时，依靠光电码盘1的通透和遮挡光信号特性产生光脉冲信号；
[0049] 光电码盘1洽入到一个光电传感器组件2的缝隙，光电传感器组件2和处理器3、 接口电路4焊接在一块线路板7上；
[0050] 接口电路4通过输出电缆线外接仪器显示器，实现仪器显示器5数字的调整；
[0051] 用一外壳8将上述各元器件紧固封装。
[0052] 图5中可看出，模块转轴6独立，和光电传感器组件2无接触。从而模块转轴6转 动灵活、操作方便，而且磨损小、使用寿命长。
[0053] 二、下面具体阐述数字输入模块的数字调整原理。
[0054] 本发明光电码盘1选用光电增量脉冲码盘（以下简称码盘），光电增量脉冲码盘的 分辨率为600P/r (脉冲每转），光电增量脉冲码盘输出A、B两相正交光脉冲信号（以下简 称脉冲）；处理器3为单片机。
[0055] 计数脉冲输出线的常态信号为高电平脉冲，有效信号为负脉冲，脉冲宽度为 200ms ;中断申请信号常态为高电平，有中断时输出负脉冲，脉冲宽度为10ms。
[0056] 模块的输出接口共18根电缆线，1根为数字输入模块的电源线，1根为公共地线，1 根为外壳屏蔽线；1为根增/减信号线，1根为中断信号线，13根为信号线，即计数脉冲输出 线。
[0057] 结合表1，单片机以500ms为时间单位对光电增量脉冲码盘输出的脉冲进行计数， 如果计数过程中光电增量脉冲码盘转动方向改变，从改变那一刻起，自动舍弃原来的计数 值，重新开始计数。数字输入模块以50个脉冲为间隔步长，当500ms内计数脉冲数（P)不 足10个时，处理器不响应，仪器显示器无变化；当500ms内顺时针旋转光电增量脉冲码盘， 计数脉冲数（P)多于10个脉冲时，处理器根据脉冲个数落入的间隔，在相应的信号线输出 一个脉宽200ms计数负脉冲，同时中断信号线产生一个10ms负脉冲中断信号，增/减信号 线输出高电平，从而仪器显示器的数值执行加1计数。若500ms内逆时针旋转光电增量脉 冲码盘，达到有效脉冲数时，并在相应的信号线产生脉宽200ms的计数负脉冲，中断信号线 产生一个10ms负脉冲中断信号，则仪器显示器的数值执行减1计数。
[0058] 各信号线输出脉冲与码盘转动速度的关系如表1所示。
[0059] 表1各信号线输出脉冲与光电增量脉冲码盘转动速度关系
[0060]
【权利要求】
1. 一种调整电子仪器显示值的数字输入模块，其特征是，模块包括依次顺接的光电码 盘（1)、光电传感器组件（2)、处理器（3)和接口电路⑷；其中； 光电传感器组件（2)将光电码盘（1)产生的光脉冲信号转换成电脉冲信号至处理器 ⑶； 处理器根据接收到的电脉冲信号和相位判断单位时间内光电码盘（1)的转动方向和 转速，产生三种输出信号： 根据光电码盘（1)的转动方向产生加减控制信号； 单位时间内光电码盘（1)产生的光脉冲信号个数落入不同的脉冲区间，在不同输出位 上产生计数脉冲信号； 一个计数单位时间内产生有效计数脉冲信号，则产生中断信号； 接口电路（4)根据接收到输出信号，通过接口电路（4)内部的驱动芯片对连接的仪器 显示器（5)进行数字调整： 光电码盘（1)转动方向改变，此时，模块内的脉冲计数器清零，开始新方向的脉冲计 数； 将数字输入模块输出的计数脉冲信号分配至仪器显示器（5)各数位上，对特定数位上 的数字执行加1或减1操作； 中断信号中断仪器显示器（5)当前操作，接收数字输入模块的数字输入，改变一次仪 器显示器（5)某数位上的数字指示值。
2. 如权利要求1所述的数字输入模块，其特征是，所述光电码盘（1)为光电增量脉冲码 盘，光电增量脉冲码盘输出A、B两相正交光脉冲信号。
【文档编号】G05B19/042GK104090506SQ201410268743
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月11日 优先权日:2014年6月11日
【发明者】孙朝斌, 孙汉明, 沈小青, 叶玲玲, 张建飞, 顾卫红, 杨洋, 刘佳佳, 郭海生 申请人:中国人民解放军63680部队