专利名称：智能多控开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种控制开关，特别是一种智能多控开关。
背景技术：
目前，控制开关最多只能提供16个按键编码，随着人们生产生活质量的提高，16 个按键编码已经不能满足人们的需求。另外，控制开关中单片机即使在没有负载启动的情况下，也会处于工作状态，造成了能源的浪费。
实用新型内容本实用新型的发明目的在于针对上述存在的问题，提供一种智能多控开关，可以通过开关矩阵编写出更多的负载编码，提高了开关的控制能力，实现了开关的多控功能。为了实现上述目的，本实用新型提供了一种智能多控开关，包括单片机和负载组， 其中所述单片机设置有正电源端和接地端，且所述单片机的第一驱动输出端组连接所述负载组，其特征在于还包括NXM的开关矩阵以及由M/2个二极管对组成的二极管组，所述开关矩阵的各行开关分别为Li，L2，……，LN-1，LN，各列开关分别为R1，R2，……，冊_1，冊， 二极管组中各二极管对分别为Dl和D2，……，DM-I和DM，其中N表示行，M表示列；所述开关矩阵中各列开关的第一端分别通过二极管组与所述单片机的键盘输入端组连接，所述各二极管对中二极管反向连接后接入所述键盘输入端组中相同的端口 所述开关矩阵中Rl列开关的第一端连接二极管组中二极管Dl的负极，且R2列开关的第一端连接二极管组中二极管D2的正极，所述二极管Dl的正极和所述二极管D2的负极连接所述键盘输入端组中相同的端口，……，所述开关矩阵中RM-I列开关的第一端连接二极管组中二极管DM-I的负极，且RM列开关的第一端连接二极管组中二极管DM的正极，所述二极管 DM-I的正极和所述二极管DM的负极连接所述键盘输入端组中相同的端口 ；所述开关矩阵中各行开关的第二端分别连接所述键盘输入端组中不同的端口。所述单片机的正电源端连接电源处理芯片的第三端，所述电源处理芯片的第一端连接+12V电源且第二端接地。所述单片机的第二驱动输出端组分别与第一发光二极管矩阵、第二发光二极管矩阵中各列发光二极管的正极连接，且各行发光二极管的负极分别连接所述第二驱动输出端组，其中各发光二极管正极连接的第二驱动输出端与负极连接的第二驱动输出端不同。所述单片机设置有外中断端口，其中所述开关矩阵中各列开关的第一端连接唤醒二极管组的负极，所述唤醒二极管组的正极连接所述单片机的外中断端口。所述单片机的外中断端口连接第一二极管的正极，且所述第一二极管的负极连接通讯芯片的第一输出端。所述单片机的外中断端口连接第二二极管的正极，且所述第二二极管的负极连接红外遥控芯片的输出端。所述单片机的第一驱动输出端组连接三极管组的基极，所述三极管组的发射极接地，且集电极连接电磁继电器组的输入端，所述电磁继电器组的输出端连接所述负载组。所述单片机的输入端连接有存储芯片，其中所述存储芯片用于存储面板编码。所述单片机还设置有通信端，所述通讯芯片的第一输出端、第二输出端分别连接所述通信端。综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是1、传统的控制开关通常最多只能编写16个按键编码，本实用新型通过开关矩阵可以编写出更多的按键编码，进而提高了开关的控制能力，实现了开关的多控功能；2、本实用新型采用了与开关矩阵对应的发光二极管矩阵，直观地表现出负载的启动状态；3、本实用新型的单片机分为两种工作模式节能模式和正常模式，当开关矩阵中没有开关闭合时，单片机自动进入节能模式，从而节省电能，另外，单片机从节能模式进入正常模式的唤醒过程可以通过三种方式实现开关矩阵中任意开关、红外遥控芯片和远程控制面板，单片机的控制方式多样化；4、传统的控制开关中单片机通过固态继电器来驱动负载，本实用新型则采用电磁继电器，相比之下，电磁继电器的性价比较好，且在负载的断开过程中可以实现负载的完全断开；5、本实用新型中面板编码不是直接存储在单片机中，而是存储在存储芯片中，且存储于各开关面板的单片机中的按键编码相同，因此有利于批量化生产；6、单片机设置有通信端，且该通信端与通讯芯片连接，使得其他控制面板也可以对该单片机实现控制。
图1是本实用新型的电路图。[0023]图中标记1为单片机，2为开关矩阵，3为二极管组，4为唤醒二极管组，5为第一发光二极管矩阵，6为第二发光二极管矩阵，7为通讯芯片，8为红外遥控芯片，9为三极管组，10为电磁继电器组，11为负载组，12为存储芯片，13为电源处理芯片。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型作详细的说明。为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。如图1所示，该智能多控开关包括单片机1、开关矩阵2、二极管组3、唤醒二极管组 4、第一发光二极管矩阵5、第二发光二极管矩阵6、通信芯片7、红外遥控芯片8、三极管组9、 电磁继电器组10、负载组11、存储芯片12和电源处理芯片13，其中单片机1设置有正电源端和接地端。电源处理芯片13的第一端连接+12V，第二端接地，第三端输出+5V电源，且单片机1的正电源端连接电源处理芯片13的第三端。本实施例中该开关矩阵2由32个开关组成，分成4行8列的矩阵以行分类，第一行开关为Kl K8，第二行开关为K9 K16，第三行开关为K17 K24，第四行开关为K25
4K32 ；以列分类，第一列为开关K1、K9、K17和Κ25，第二列为开关Κ2、Κ10、Κ18和Κ26，第三列为开关Κ3、K1UK19和Κ27，第四列为开关Κ4、Κ12、Κ20和Κ28，第五列为开关Κ5、K2UK17 和Κ29，第六列为开关Κ6、Κ14、Κ22和Κ30，第七列为开关Κ7、Κ15、Κ23和Κ31，第八列为开关Κ8、Κ16、ΚΜ和Κ32。二极管组3由4个二极管对组成，分为二极管对D34和D35，D38和 D39，D42和D43，D46和D47。开关矩阵2中各列开关的第一端通过二极管组3分别与单片机1的键盘输入端组(端口 M 27)连接，且二极管组3的各二极管对中二极管反向连接后接入键盘输入端组中相同的端口 第一列开关Κ1、Κ9、Κ17和Κ25的第一端与二极管D34 的负极连接且二极管D34的正极连接单片机1的键盘输入端组中端口 M ；第二列开关Κ2、 Κ10、Κ18和以6的第一端与二极管D35的正极连接且二极管D35的负极连接单片机1的键盘输入端组中端口 M ；……；第七列开关Κ7、Κ15、Κ23和Κ31连接二极管D46的负极且二极管D46的正极连接单片机1的键盘输入端组中端口 27，第八列开关Κ8、Κ16、Κ24和Κ32 连接二极管D47的正极且二极管D47的负极连接单片机1的键盘输入端组中端口 27。开关矩阵2中各行开关的第二端分别连接单片机1的键盘输入端组(端口观 31)中不同的端口 第一行开关Kl Κ8的第二端与单片机1的键盘输入端组中端口观连接，……，第四行开关Κ25 Κ32的第二端与单片机1的键盘输入端组中端口 31连接。另外，单片机的第一驱动输出端组(端口 16 19)连接负载组。操作人员在按下对应的矩阵开关时，矩阵开关会发送信号给单片机，由单片机将该信号与各面板编码和按键编码进行比较，且启动对应的负载。传统的控制开关通常最多只能编写与负载对应的16个按键编码，本实用新型通过上述开关矩阵可以编写出更多的按键编码，进而提高了开关的控制能力。当然，开关矩阵2中开关包括但不限于32个，且矩阵也包括但不限于上述形式。 如果开关矩阵2的矩阵形式为NXM (N表示行，M表示列)，则二极管组3由Μ/2个二极管对组成，其中开关矩阵2中各行开关分别为Li，L2，……，LN-1，LN，各列开关分别为R1， R2，……，RM-I，冊，二极管组3中各二极管对分别为Dl和D2，……，DM-I和DM。开关矩阵 2中各列开关的第一端通过二极管组3与单片机1的键盘输入端组连接，各二极管对中二极管反向连接且接入键盘输入端组中相同的端口 所述开关矩阵中Rl列开关的第一端连接二极管组中二极管Dl的负极，且R2列开关的第一端连接二极管组中二极管D2的正极，所述二极管Dl的正极和所述二极管D2的负极连接所述键盘输入端组中相同的端口，……， 所述开关矩阵中RM-I列开关的第一端连接二极管组中二极管DM-I的负极，且RM列开关的第一端连接二极管组中二极管DM的正极，所述二极管DM-I的正极和所述二极管DM的负极连接所述键盘输入端组中相同的端口。开关矩阵2中各行开关的第二端连接单片机1的键盘输入端组中不同的端口。为了更加直观地表现出负载(即开关矩阵)的启动状态，本实施例中设置了与开关矩阵对应的第一发光二极管矩阵5和第二发光二极管矩阵6，且两者的矩阵形式相同。第一发光二极管矩阵5由16个发光二极管组成，分成4行4列矩阵以行分类，第一行发光二极管为Dl D4，第二行发光二极管为D5 D8，第三行发光二极管为D9 D12，第四行发光二极管为D13 D16 ；以列分类，第一列发光二极管为D1、D5、D9和D13，第二列发光二极管为D2、D6、D10和D14，第三列发光二极管为D3、D7、D11和D15，第四列发光二极管为D4、 D8、D12和D16。单片机1的第二驱动输出端组(端口 36 39)与第一发光二极管矩阵5中各列发光二极管的正极连接单片机1的第二驱动输出端组中端口 36与第一发光二极管矩
5阵5中第一列发光二极管Dl、D5、D9和D13的正极连接，……，单片机1的第二驱动输出端组中端口 39与第一发光二极管矩阵5中第四列发光二极管D4、D8、D12和D16的正极连接。且第一发光二极管矩阵5中各行发光二极管的负极分别与单片机1的第二驱动输出端组(端口 40 43)连接第一发光二极管矩阵5中第一行发光二极管Dl D4的负极与单片机1的第二驱动输出端组中端口 40连接，……，第一发光二极管矩阵5中第四行发光二极管D13 D16的负极与单片机1的第二驱动输出端组中端口 43连接。第二发光二极管矩阵6也由16个发光二极管组成，分成4行4列矩阵以行分类，第一行发光二极管为D17 D20，第二行发光二极管为D21 D24，第三行发光二极管为 D25 D28，第四行发光二极管为拟9 D32 ；以列分类，第一列发光二极管为D17、D21、D25 和D29，第二列发光二极管为D18、D22、D26和D30,第三列发光二极管为D19、D23、D27和 D31，第四列发光二极管为D20、D24、D28和D32。单片机1的第二驱动输出端组(端口 2 5)与第二发光二极管矩阵6中各列发光二极管的正极连接单片机1的第二驱动输出端组中端口 2与第二发光二极管矩阵6中第一列发光二极管D17、D21、D25和拟9的正极连接，……，单片机1的第二驱动输出端组中端口 5与第二发光二极管矩阵6中第四列发光二极管D20、DM、拟8和D32的正极连接。且第二发光二极管阵列6中各行发光二极管的负极与单片机1的第二驱动输出端组(端口 6 9)连接第二发光二极管阵列6中第一行发光二极管D17 D20的负极与单片机1的第二驱动输出端组中端口 6连接，……，第二发光二极管阵列6中第四行发光二极管拟9 D32的负极与单片机1的第二驱动输出端组中端口 9连接。为了节省电能，单片机1的工作分为节能模式和正常模式，在开关矩阵中没有开关启动，即第一发光二极管阵列5和第二发光二极管阵列6无发光二极管亮着时，单片机1 自动进入节能模式。从节能模式唤醒单片机1可以通过三种方式实现开关矩阵中任意开关唤醒，红外遥控唤醒以及远程唤醒。单片机1设置有外中断端口(端口 15)，开关矩阵2 中各列开关的第一端与唤醒二极管组4 (唤醒二极管D33、D36、D37、D40、D41、D44、D45和 D48)的负极连接，且唤醒二极管组4的正极连接单片机1的外中断端口(端口 15)开关矩阵2中第一列开关K1、K9、K17和Κ25的第一端与唤醒二极管组4中第一唤醒二极管D33的负极连接，且第一唤醒二极管D33的正极连接单片机1的外中断端口(端口 15)，……，开关矩阵2中第八列开关Κ8、Κ16、Κ24和Κ32的第一端与唤醒二极管组4中第八唤醒二极管 D48的负极连接，且第一唤醒二极管D48的正极连接单片机1的外中断端口(端口 15)，在按下开关矩阵2中任何一个开关，单片机1的外中断端口(端口 15)为低电平，从而由开关按键形式唤醒单片机1，使其进入正常模式。红外遥控芯片8的输出端连接第二二极管D49的负极，且第二二极管D49的正极连接单片机1的外中断端口(端口 15)，且红外遥控芯片8还设置有正电源端和接地端。当红外遥控芯片8接收到红外信号时，其输出端通过D49将单片机1的外中断端口(端口 15) 拉为低电平，从而实现由红外遥控方式唤醒单片机1，使其进入正常模式。通讯芯片7的输出端(端口 1)连接单片机1的通信端(端口 11)，同时连接第一二极管D52的负极，第一二极管D52的正极连接单片机1的外中断端口(端口 15)，且通讯芯片 7还设置有正电源端、接地端和输入端，其中正电源端连接电源处理芯片13的第三端，且输入端连接其他通讯模块。当通讯芯片7接收到其他通讯模块的信号时，单片机1的外中断端口(端口 15)为低电平，从而实现由远程方式唤醒单片机1，使其进入正常模式。单片机1的第一驱动输出端组(端口 16 19)连接三极管组9 (三极管Ql Q4) 的基极，三极管组9的发射极接地且集电极连接电磁继电器组10 (电磁继电器Jl J4)的输入端，电磁继电器组10的输出端连接负载组11 (灯泡Ll L4):单片机1的第一驱动输出端组中端口 16连接三极管组9中三极管Ql的基极，三极管Ql的发射极接地且集电极连接电磁继电器组10中电磁继电器Jl的输入端，电磁继电器组10中电磁继电器Jl的输出端连接负载组11中灯泡Li，……，单片机1的第一驱动输出端组中端口 19连接三极管组 9中三极管Q4的基极，三极管Q4的发射极接地且集电极连接电磁继电器组10中电磁继电器J4的输入端，电磁继电器组10中电磁继电器J4的输出端连接负载组11中灯泡L4。由此，在控制关闭负载组时，保证了负载组11的完全关闭，并且降低了控制成本。本实施例中面板编码不是直接存储在单片机1中，而是存储在与单片机1的输入端(端口 30、31)连接的存储芯片12中，该面板编码表示各开关面板的名称，而与开关矩阵2 对应的按键编码则存储在单片机1中，且各开关面板的单片机1中按键编码的程序相同，其中面板编码和按键编码共同构成了用于启动对应负载的负载编码。在运用开关面板时，需要对存储芯片12中的面板编码进行设置。例如客厅的某个负载由开关按键Kl控制，在家里任何面板按下开关按键Kl，此时每个开关面板都会通过通讯芯片7接收到相同的信号， 开关面板首先判定面板编码，再判定按键编码，因此只有客厅的开关面板才会动作，启动对应负载。由于各开关面板中按键编码都相同，因此有利于批量化生产。存储芯片12与单片机1传输信息是通过单片机1的30、31两引脚相连实现，单片机1的30、31两引脚同时还作为开关矩阵2中的扫描电路，提高了单片机1资源的利用率。红外遥控芯片8的输出端连接D50、D51负端，D50、D51正端与单片机1的对、27 两引脚相连，单片机1的24、27两引脚同时还作为开关矩阵2中的扫描电路，提高了单片机 1资源的利用率。另外，单片机1还设置有串行的通信端(端口 11、端口 13)和复位端(端口 10)，通信端(端口 11、端口 13)，通信端(端口 11)连接通讯芯片7的第一引脚(即第一输出端)，通信端(端口 13)连接通讯芯片7的第四引脚(即第二输出端)，其他开关面板可以通过该通讯芯片7控制负载的启动。复位端(端口 10)连接电解电容C4的负极，电解电容C4的正极连接电源处理芯片13的第三端，且电解电容C4的负极通过电阻R13接地，在电源处理芯片13 接入+12V电源时，单片机1复位。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种智能多控开关，包括单片机(1)和负载组(11)，其中所述单片机(1)设置有正电源端和接地端，且所述单片机(1)的第一驱动输出端组连接所述负载组(11)，其特征在于 还包括NXM的开关矩阵(2)以及由M/2个二极管对组成的二极管组，所述开关矩阵的各行开关分别为Li，L2，……，LN-1，LN，各列开关分别为R1，R2，……，冊_1，冊，二极管组中各二极管对分别为Dl和D2，……，DM-I和DM，其中N表示行，M表示列；所述开关矩阵(2)中各列开关的第一端分别通过二极管组(3)与所述单片机(1)的键盘输入端组连接，所述各二极管对中二极管反向连接后接入所述键盘输入端组中相同的端口 所述开关矩阵(2)中Rl列开关的第一端连接二极管组(3)中二极管Dl的负极，且R2列开关的第一端连接二极管组中二极管D2的正极，所述二极管Dl的正极和所述二极管D2的负极连接所述键盘输入端组中相同的端口，……，所述开关矩阵(2)中RM-I列开关的第一端连接二极管组(3)中二极管DM-I的负极，且RM列开关的第一端连接二极管组中二极管 DM的正极，所述二极管DM-I的正极和所述二极管DM的负极连接所述键盘输入端组中相同的端口 ；所述开关矩阵(2)中各行开关的第二端分别连接所述键盘输入端组中不同的端口。
2.根据权利要求1所述的智能多控开关，其特征在于所述单片机(1)的正电源端连接电源处理芯片(13)的第三端，所述电源处理芯片(13)的第一端连接+12V电源且第二端接地。
3.根据权利要求1所述的智能多控开关，其特征在于所述单片机(1)的第二驱动输出端组分别与第一发光二极管矩阵(5)、第二发光二极管矩阵(6)中各列发光二极管的正极连接，且各行发光二极管的负极分别连接所述第二驱动输出端组，其中各发光二极管正极连接的第二驱动输出端与负极连接的第二驱动输出端不同。
4.根据权利要求1所述的智能多控开关，其特征在于所述单片机(1)设置有外中断端口，其中所述开关矩阵(2)中各列开关的第一端连接唤醒二极管组(4)的负极，所述唤醒二极管组(4)的正极连接所述单片机(1)的外中断端口。
5.根据权利要求4所述的智能多控开关，其特征在于所述单片机(1)的外中断端口连接第一二极管的正极，所述第一二极管的负极连接通讯芯片(7)的第一输出端。
6.根据权利要求4所述的智能多控开关，其特征在于所述单片机(1)的外中断端口连接第二二极管的正极，且所述第二二极管的负极连接红外遥控芯片(8)的输出端。
7.根据权利要求1所述的智能多控开关，其特征在于所述单片机(1)的第一驱动输出端组连接三极管组(9)的基极，所述三极管组(9)的发射极接地，且集电极连接电磁继电器组(10)的输入端，所述电磁继电器组(10)的输出端连接所述负载组(11)。
8.根据权利要求1所述的智能多控开关，其特征在于所述单片机(1)的输入端连接有存储芯片(12)，其中所述存储芯片(12)用于存储面板编码。
9.根据权利要求5所述的智能多控开关，其特征在于所述单片机(1)还设置有通信端，所述通讯芯片(7)的第一输出端、第二输出端分别连接所述通信端。
专利摘要本实用新型公开了一种智能多控开关，属于开关控制领域。该智能多控开关包括单片机、负载组、N×M的开关矩阵以及由M/2个二极管对组成的二极管组，开关矩阵中各列开关的第一端分别通过二极管组与所述单片机的键盘输入端组连接，所述各二极管对中二极管反向连接后接入所述键盘输入端组中相同的端口；所述开关矩阵中各行开关的第二端分别连接所述键盘输入端组中不同的端口。通过本实用新型，可以通过开关矩阵编写出更多的负载编码，提高了开关的控制能力，实现了开关的多控功能；另外，单片机分为节能模式和正常模式，降低了能源浪费，且从节能模式中唤醒可以通过开关按键、红外遥控和远程控制板唤醒三种方式实现，单片机的控制更加多样化。
文档编号H03K17/96GK202197265SQ20112022114
公开日2012年4月18日 申请日期2011年6月28日 优先权日2011年6月28日
发明者徐剑 申请人:徐剑