一种收发指示按键集成元件及集成控制装置的制作方法

本实用新型涉及电子技术领域，特别涉及一种收发指示按键集成元件及集成控制装置。

背景技术：

目前基本上所有遥控设备（如电视机、机顶盒、DVD等）的遥控接收、指示灯、按键的设计都是采用分离式的元件，设置在PCB板上通过电路、导线连接方式组合工作。目前比较常见组合方式是以红外接收与指示灯在PCB板上结合再加独立的按键板。目前市面上有很多红外遥控接收的分立元件，按照贴装方式来分，主要有插件和贴片两种。指示灯元件在市面上也很多，按贴装方式分也主要是插件和贴片两种。带颜色的发光指示灯可由厂家根据需求调整，主要以红、绿、蓝、黄、白为主，目前常见的有双色（如红绿、红蓝等）集成的，也有RGB三色集成的。按键在现有电气设备上的应用也是完全独立于接收指示灯的，按照控制方式主要分为机械按键和触摸按键，其中以机械按键使用较为广泛。

但是，采用遥控接收、指示灯、按键分开设计的电路结构比较复杂，PCB板引脚设置较多且布线比较麻烦。

因此，有必要对现有技术进行改进。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种收发指示按键集成元件及集成控制装置，以解决现有遥控接收、指示灯、按键分开设计的电路结构复杂的问题。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种收发指示按键集成元件，连接主板和MCU，其包括感应发射模块、接收模块和指示模块；

所述接收模块接收遥控信号并转换成遥控码给主板；

所述感应发射模块实时发出感应光，接收预设范围内反射的感应光并光电转换，输出对应的数字信号给MCU，还根据主板输出灯控信号控制指示模块内置指示灯的发光状态。

所述的收发指示按键集成元件中，所述接收模块包括红外接收元件、第一电阻、第二电阻、第一静电保护管和第一电容；

所述红外接收元件的Vs脚连接第一电阻的一端、第一电容的一端和第二电阻的一端；红外接收元件的Out脚连接第一电阻的另一端和主板、还通过第一静电保护管接地；第一电容的另一端接地，第二电阻的另一端连接第一电源端。

所述的收发指示按键集成元件中，所述感应发射模块包括感应芯片、红外发射组、第二静电保护管、第一MOS管、第三电阻、第四电阻和第五电阻；

感应芯片的IR_A脚连接第一电源端，感应芯片的SDA脚连接MCU的P1.7脚，感应芯片的INT脚连接第五电阻的一端；第五电阻的另一端连接MCU的P1.0脚、还通过第二静电保护管接地；感应芯片的SCL脚连接MCU的P1.6脚，感应芯片的VDD脚连接第二电源端，感应芯片的IR_C脚连接第三电阻的一端和第一MOS管的栅极，第三电阻的另一端连接第二电源端，第一MOS管的源极通过第四电阻连接第一电源端，第一MOS管的漏极连接红外发射组的正极，红外发射组的负极接地。

所述的收发指示按键集成元件中，所述红外发射组包括三个红外发射管和三个电阻；三个红外发射管的正极相互连接作为红外发射组的正极，一个红外发射管的负极与一个电阻的一端一一对应连接，三个电阻的另一端相互连接作为红外发射组的负极。

所述的收发指示按键集成元件中，所述感应发射模块还包括第二电容、第三电容和第四电容;

所述第二电容的一端连接感应芯片的SDA脚，第二电容的另一端接地，所述第三电容的一端连接感应芯片的SCL脚，第三电容的另一端接地，所述第四电容的一端连接感应芯片的VDD脚，第四电容的另一端接地。

所述的收发指示按键集成元件中，所述感应发射模块还包括第六电阻、第七电阻和第八电阻；

所述第六电阻的一端连接第二电容的一端和感应芯片的SDA脚，第七电阻的一端连接第五电阻的另一端，第八电阻的一端连接第三电容的一端和感应芯片的SCL脚；第六电阻的另一端连接第七电阻的另一端、第八电阻的另一端和第二电源端。

所述的收发指示按键集成元件中，所述指示模块包括双色指示灯、第一三极管、第九电阻、第十电阻和第十一电阻；

所述双色指示灯的第1脚连接第九电阻的一端，第九电阻的另一端连接第十一电阻的一端和主板，双色指示灯的第2脚接地，双色指示灯的第3脚通过第十电阻连接第一电源端，双色指示灯的第4脚连接第一三极管的发射极，第一三极管的基极连接第十一电阻的另一端，第一三极管的集电极接地。

所述的收发指示按键集成元件中，所述感应芯片和红外发射组分别设置在双色指示灯的两边。

一种集成控制装置，包括主板和MCU，其还包括所述的收发指示按键集成元件，所述主板连接MCU，所述收发指示按键集成元件连接主板和MCU；

所述收发指示按键集成元件将接收的遥控信号转换成对应的遥控码并发送给主板，主板根据遥控码执行对应的遥控操作；所述收发指示按键集成元件还实时发射感应光、在预设范围内接收到反射的感应光时输出对应的数字信号给MCU；MCU对数字信号进行信号处理后输出开关信号给主板，主板根据开关信号进行开关机并控制收发指示按键集成元件内置指示灯的发光状态。

相较于现有技术，本实用新型提供的收发指示按键集成元件及集成控制装置，收发指示按键集成元件，连接主板和MCU，其特征在于，包括感应发射模块、接收模块和指示模块；所述接收模块接收遥控信号并转换成遥控码给主板；所述感应发射模块实时发出感应光，接收预设范围内反射的感应光并光电转换，输出对应的数字信号给MCU，还根据主板输出灯控信号控制指示模块内置指示灯的发光状态。将遥控收发、指示灯与按键功能集成在一起得到收发指示按键集成元件，使结构更加简洁，解决了电视按键板与遥控接收，指示灯分离设计导致电路结构复杂的问题。同时通过近距离感应替代传统的按键方式来控制开关机，不影响遥控器遥控时的正常响应。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的集成控制装置的结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的收发指示按键集成元件中接收模块的电路图；

图3为本实用新型实施例提供的集成控制装置中MCU的电路图；

图4为本实用新型实施例提供的收发指示按键集成元件中感应发射模块的电路图；

图5为本实用新型实施例提供的收发指示按键集成元件中指示模块的电路图；

图6为本实用新型实施例提供的红镜的示意图；

图7为本实用新型实施例提供的感应芯片、双色指示灯和红外发射组的位置示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种收发指示按键集成元件及集成控制装置。将收发、指示灯和按键三种功能集成在一起形成ASIC(Application Specific Intergrated Circuits，专用集成元件，指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成元件)。让电气设备的遥控、指示灯，开关设计变得更为简单，简化了结构设计且造型上更加美观，用户使用也更加方便。而且采用近距离红外触控的方式替换了原有的机械按键，极大的提升了产品的科技感。本实用新型适用于带有指示灯、接收头、开关机按键的各种电器设备，如电视、空调、DVD、机顶盒、投影仪、电灯等。此处主要以电视机为例，来阐述收发指示按键集成元件及集成控制装置在电视机上的应用。为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，本实用新型提供的集成控制装置包括主板10、MCU 20和收发指示按键集成元件30。所述主板10连接MCU 20，所述收发指示按键集成元件30连接主板10和MCU 20。所述收发指示按键集成元件30将接收的遥控信号转换成对应的遥控码并发送给主板10，主板10根据遥控码执行对应的遥控操作。所述收发指示按键集成元件30还实时发射感应光、在预设范围内接收到反射的感应光时输出数字信号给MCU 20；MCU 20对数字信号进行信号处理后输出开关信号给主板10，主板10根据开关信号进行开关机并控制收发指示按键集成元件30内置指示灯的发光状态。

本实施例以电视机为例，则主板10为电视机的主板SOC（ System on Chip，系统级芯片），感应光为红外线，所述的收发即红外接收和发射。收发指示按键集成元件30内置的指示灯为双色指示灯，用来指示电视机的工作状态，通常待机为红色、开机为绿色，颜色可根据产品需求自行定义。

所述收发指示按键集成元件30包括感应发射模块320、接收模块310和指示模块330。所述感应发射模块320连接MCU 20，接收模块310和指示模块330连接主板10。所述收发指示按键集成元件30关于红外收发主要包括两个方面：一是遥控接收，即接收模块310接收遥控器发射的红外遥控信号（数字的二进制码），并转换成红外遥控码给主板10进行信号处理，使主板10执行相应的遥控按键功能（红外码的转换和执行为现有技术）。二是近距离感应开关机，即感应发射模块320实时发出红外光，当预设范围内有物体（如手）靠近时将红外光反射，反射的红外光被感应发射模块320接收并进行光电转换，输出对应的数字信号（可以是SCL+SDA的16bits的二进制数据，或INT的高低电平的中断信号；INT的高低电平表示开关机，SCL+SDA表示开关机的数据指令）给MCU 20，MCU 20经过信号处理输出开关信号KEY给主板10，主板10再根据开关信号进行开关机操作；同时，主板10输出灯控信号CLED控制指示模块330内置指示灯（双色指示灯）的发光状态，如开机时显示绿灯，关机时显示红灯。这种近距离感应实现开关控制的方式与现有的机械按键进行开关控制相比更有科技感，且灵敏度更高；其次，由于是通过红外来进行开关控制，对靠近的物体没有太大的限制，不局限于导体，而且不会出现传统触摸按键沾水/油导致失效的问题。

请一并参阅图2，所述接收模块310包括红外接收元件M1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一静电保护管（ESD）E1和第一电容C1；所述红外接收元件M1的Vs脚连接第一电阻R1的一端、第一电容C1的一端和第二电阻R2的一端；红外接收元件M1的Out脚连接第一电阻R1的另一端和主板10、还通过第一静电保护管E1接地；第一电容C1的另一端接地，第二电阻R2的另一端连接第一电源端（+5V_STB）。

其中，红外接收元件M1即现有电视机中常见的红外接收器，可采用的型号为HS75438DTT。红外接收元件M1的Out脚与主板10具体哪个引脚的连接为现有技术。红外接收元件M1接收遥控器发射的红外遥控信号，并转换成红外遥控码IR给主板10。

进一步实施例中，还可设置一电容对第一电源进行滤波，该电容的一端连接第二电阻R2的另一端和第一电源端（+5V_STB），该电容的另一端接地。

请一并参阅图3和图4，MCU 20及其外围电路如图3所示。所述感应发射模块320如图4所示，其包括感应芯片M2、红外发射组321、第二静电保护管E2、第一MOS管Q1、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5；所述感应芯片M2的IR_A脚连接第一电源端（+5V_STB），感应芯片M2的SDA脚连接MCU的P1.7脚，感应芯片M2的INT脚连接第五电阻R5的一端；第五电阻R5的另一端连接MCU的P1.0脚、还通过第二静电保护管E2接地；感应芯片M2的SCL脚连接MCU的P1.6脚，感应芯片M2的VDD脚连接第二电源端（+3.3V_STB），感应芯片M2的IR_C脚连接第三电阻R3的一端和第一MOS管Q1的栅极，第三电阻R3的另一端连接第二电源端，第一MOS管Q1的源极通过第四电阻R4连接第一电源端，第一MOS管Q1的漏极连接红外发射组321的正极，红外发射组321的负极接地。

所述感应芯片M2的型号为VCNL3020，其内部集成有红外收发元件，但红外发射的电流不大。本实施例通过外部增加的红外发射组321来增加感应的预设范围的距离，如从原有的10cm增加到80cm以上。该感应芯片M2的IR_C脚输出周期脉冲信号（如方波）控制红外发射组321实时发出红外光。当预设范围内有物体靠近时将红外光反射，反射的红外光被感应芯片M2接收并识别，输出对应的数字信号（可由SCL+SDA组成，也可是INT）给MCU 20。

其中，所述红外发射组321由三个红外发射管（LED1、LED2和LED3）和三个电阻组成，三个红外发射管的正极相互连接作为红外发射组321的正极（外接连接第一MOS管Q1的漏极），一个红外发射管的负极与一个电阻的一端一一对应连接，三个电阻的另一端相互连接作为红外发射组321的负极（接地）。

进一步实施例中，所述感应发射模块320还包括用于对数字信号（SCL+SDA）进行滤波的第二电容C2和第三电容C3，用于对第二电源进行滤波的第四电容C4;所述第二电容C2的一端连接感应芯片M2的SDA脚，第二电容C2的另一端接地，所述第三电容C3的一端连接感应芯片M2的SCL脚，第三电容C3的另一端接地，所述第四电容C4的一端连接感应芯片M2的VDD脚，第四电容C4的另一端接地。

进一步实施例中，所述感应发射模块320还包括第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8；所述第六电阻R6的一端连接第二电容C2的一端和感应芯片M2的SDA脚，第七电阻R7的一端连接第五电阻R5的另一端，第八电阻R8的一端连接第三电容C3的一端和感应芯片M2的SCL脚；第六电阻R6的另一端连接第七电阻R7的另一端、第八电阻R8的另一端和第二电源端（+3.3V_STB）。第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8为上拉电阻，感应芯片M2不工作时通过上拉固定数字信号（SCL+SDA，INT）的幅值，避免外界干扰使数字信号波动输出误输出有效的数字信号。

请一并参阅图5，所述指示模块330包括双色指示灯LED4、第一三极管Q2、第九电阻R9、第十电阻R10和第十一电阻R11；所述双色指示灯LED4的第1脚（即红灯的正极）连接第九电阻R9的一端，第九电阻R9的另一端连接第十一电阻R11的一端和主板，双色指示灯LED4的第2脚（即红灯的负极）接地，双色指示灯LED4的第3脚（即绿灯的正极）通过第十电阻R10连接第一电源端，双色指示灯LED4的第4脚（即绿灯的负极）连接第一三极管Q2的发射极，第一三极管Q2的基极连接第十一电阻R11的另一端，第一三极管Q2的集电极接地。

其中，第一三极管Q2为PNP三极管。当灯控信号CLED为低电平时，双色指示灯LED4的第1脚和第2脚之间无电流，红灯R不亮；第一三极管Q2导通使双色指示灯LED4的第4脚接地，绿灯G点亮。当灯控信号CLED为高电平时，双色指示灯LED4的第1脚和第2脚之间有电流，红灯R点亮；第一三极管Q2断开使双色指示灯LED4的第4脚悬空或处于高阻态，绿灯G不亮。

应用在电视机上时，可将收发指示按键集成元件30安装在电视机原有的接收头的位置，感应芯片M2以红镜（如图）覆盖，双色指示灯LED4设计在整个元件的中心位置，配合红镜上的电源符号的丝印作为提示，指示当前电视机的开关状态。预设范围即红镜区域。在电路板布局时，感应芯片M2和红外发射组321分别设置在双色指示灯LED4的两边，如图7所示，通过双色指示灯LED4的隔离避免红外发射和红外接收相互影响。

需要理解的是，为了节省收发指示按键集成元件的空间，在具体实施时，还可将接收模块310的电路集成在感应芯片M2内部，感应芯片M2对应增加两个引脚（用于输入IR和+5V_STB）。此处对此不作限制。

综上所述，本实用新型突破传统的设计方式，将遥控收发、指示灯与按键功能集成在一起得到收发指示按键集成元件，解决了电视按键板与遥控接收，指示灯分离设计导致电路结构复杂的问题。同时引入了近距离感应和红外收发替代传统的按键方式，在电视待机的红灯状态下，用手靠近红镜就能自动开机，并且使用遥控器遥控时电视机也能正常响应。这种设计不用单独设置按键在PCB板上的位置，让电视结构的设计更加简洁，同时也为电视的超窄边框和超薄奠定了基础。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。