专利名称：多功能遥控调光集成电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多功能遥控调光集成电路，属于微电子控制技术领域，通过声控、射频、红外或其它遥控手段对照明灯进行遥控操作的集成电路。
背景技术：
对照明灯进行调光控制的集成电路的典型代表是美国生产的LS7232，它通过控制可控硅的触发来实现对照明灯进行打开、关闭、调光的控制功能，外加适当的外围电路，还可实现缓慢关闭功能(DOZE)。LS7232自问世以来，由于性能可靠、外围电路简单、功能实用等特点而得到了广泛的应用。但在实际应用当中，往往需要对被控制对象能够遥控操作，而LS7232虽然具有一个远控端子可以支持长导线连接并实现远距噪控，但并非标准的遥控功能(因标准遥控方式一般均为无线控制，且含有对遥控信号编/解码的处理)。其次，LS7232虽然可实现缓慢关闭功能，但还需要适当的外围电路加以配合，这自然又增加了电路的成本和复杂性。此外，直接应用LS7232可实现的控制功能还略显单一。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种全新的多功能遥控调光集成电路(以下简称IC)，该IC除了保留LS7232原有功能和优点之外，直接支持所有控制功能的遥控操作，不需任何外围电路就直接支持延时～缓慢关闭(标识为“SLEEP OFF”，即睡眠关灯)功能，此外，该IC还增加了一些实用的控制功能。如缓慢打开(标识为“SLEEP ON”，即睡眠开灯)、亮度增加/亮度减少(步进调光)、最亮/最暗(快速调光)和辅助功能(声光提示)。
上述目的是这样实现的多功能遥控调光集成电路，至少具有6只I/O引脚，其中3只用于信号输入相位同步、手动输入、遥控输入。3只用于输出可控硅触发信号、声音提示、光信号指示。内部还设有电压比较器，输入缓冲器、输出缓冲器、只读存贮器、随机存取存贮器及微处理机，它们均与微处理机连接。电压比较器的二个输入端分别与相位同步、引脚(IC的公式地端)连接，输出端与微处理机的一个输入端连接；手动输入、遥控输入分别通过输入缓冲器与微处理机的另外二个输入端连接；可控硅触发信号、声音提示、光信号指示分别通过输出缓冲器与微处理机的三个输出端分别连接。只读存贮器与微处理机由一总线连接；随机存取存贮器与微处理机由一总线连接。外部连接电路连接有被控制的可控硅和照明灯。该IC正常运行时所需的全部指令和参数(总控程序、各功能处理软件模块、遥控信号参数表)置放在只读存贮器内，而在运行过程中临时使用的数据变量则存放于随机存取存贮器中。来自手动及遥控的输入信号通过输入缓冲器与微处理机连接，微处理机将在每个交流电的半周期接收输入指令(手动输入或遥控输入)，经微处理机分析处理后转换为可控硅导通角的值，以相位输入信号经电压比较器鉴别后送给微处理机作为相位同步基准，根据最新的导通角值准确地输出可控硅触发信号，从而达到对受控照明灯的各种控制，同时声音提示和光信号指示信号分别通过输出缓冲器后输出。
采用本发明所述的IC构成的照明灯控制电路，与采用LS7232的电路相比，除具有原有的功能(打开、关闭、调光等)和优点(较少的引腿数、外围电路简单等)外，还增加了一些实用的控制功能。如延时～缓慢关闭(SLEEP_OFF)、缓慢打开(SLEEP_ON)、亮度增加/亮度减少(步进调光)、最亮/最暗(快速调光)和辅助功能(声光提示)。特别是该IC电路能直接支持遥控操作，兼容手动操作，给其用户更大的操作空间与自由度，使该IC电路的应用前景极其广阔。
图1为多功能遥控调光集成电路(IC)引腿的示意2为IC内部结构方框示意3为IC典型应用方框示意4为IC操作流程5为IC应用的一种方式电原理6为IC应用的另一种方式电原理图具体实施方式
多功能遥控调光集成电路(参见图2)，至少具有6只I/O引脚，其中3只用于信号输入相位同步6、手动输入5、遥控输入4，3只用于输出触发信号3、声音提示2、光信号指示7，另有2个引脚1、8分别与电源正、负极连接。内部还设有电压比较器9、输入缓冲器10、输出缓冲器12，只读存贮器13，随机存取存贮器14及微处理机11，它们均与微处理机11连接。电压比较器9的二个输入端分别与相位同步6、引脚8连接，输出端与微处理机11的一个输入端连接；手动输入5、遥控输入4分别通过输入缓冲器10与微处理机11的另外二个输入端连接；可控硅触发信号3、声音提示2、光信号指示7分别通过输出缓冲器12与微处理机11的三个输出端分别连接；只读存贮器13与微处理机11由一个总线连接；随机存取存贮器14与微处理机11由一个总线连接。外部连接电路连接有被控制的可控硅15和照明灯16。
事实上，无论对照明灯进行何种控制，最终都归结为对主回路可控硅导通角的控制。例如当需要打开灯光时(软启动)，只需将导通角自零度起逐步加大至额定值即可实现；而如果让导通角从当前值开始缓慢递减直至为零，这就是我们所需要实现的功能之一，即缓慢关闭功能(DOZE)。同理，只要按照一定的规律改变导通角，IC包含的所有控制功能均可逐一实现。
参见图3所示的电源电路为IC提供能源，其中第1脚1接电源正端，第8脚8接公共地。第3脚3为触发脉冲的输出脚，与触发电路相连接，用于驱动可控硅15。第7脚7所接的状态信号指示电路包含一只LED指示灯，用于指示IC的工作状态。第2脚2外接一只蜂鸣器，用于操作时提供声音提示。第4脚4为遥控信号输入端，接至遥控信号接收电路的输出端，用于接收来自遥控器的遥空信号。第5脚5接有一只手动接钮，用于接收手动控制信号。外接交流电经相位同步预处理电路与IC的第6脚6相连，其内部接至电压比较器9的负向输入端，电压比较器9的正向输入端接固定电平(IC的第8脚，也即IC的公共地)。每当IC的第6脚6电位比公共地低时，电压比较器9则输出高电平；而当IC的第6脚6电位比公共地高时，电压比较器9则输出低电平。而电压比较器9的输出发生变化的时刻与外接交流电电压发生相位转折(即从正半周变为负半周或相反)时刻的误差可经过微处理机11进行修正，据此就可作为交流相位同步信号，从而根据功能要求准确地控制可控硅的导通角。
参见图4，当电路加电后，内置于只读存储器13的总控程序开始运行，微处理机11将对每个端口进行必要的设置，并对各变量赋初值，而后进行工作循环。每当产生相位转折信号时，微处理机11都将询问是否有遥控信号输入，如有，则立即与在IC内部存贮的遥控信号编码参数表逐项比较，符合则转入相对应的功能处理模块进行处理。这些功能处理模块负责确定该功能对应的导通角变化规律，并计算出此刻对应的导通角的大小，通过触发输出端输出触发信号，以实现相应的功能。同理，在没有遥控信号时将询问是否有手动信号输入，如有，则也对手动按钮信号进行相应的分析和处理。在IC内部存贮的若干功能处理模块中，除了设置与LS7232原有功能相对应的功能处理模块外，还增设了一些实用的附加功能处理模块，以实现新增的诸如缓慢打开、最亮/最暗、声光提示等功能。
下面对各种功能作进一步详细描述1、打开/关闭功能当按动控制器的“ON/OFF”的按键时遥控接收端将收到来自遥控器的“ON/OFF”(编码为“1000”)信号，微处理机将先行判断现行的状态是“ON”还是“OFF”。当现行状态是“ON”时则将其改为“OFF”，此后微处理机输出的触发脉冲将逐步后延，即使可控硅的导通角逐步减小，直至为零。其实际效果为受控照明灯的亮度逐步减小，直至熄灭。与此同时，指示灯亦熄灭。反之，若现行状态是“OFF”时则将其改为“ON”，同时，指示灯被点亮，微处理机输出的触发脉冲将逐步前推，可控硅的触发角随之逐步增大，受控照明灯的亮度从零开始逐步增加，直至当前的亮度设定值为止。
单击手动按钮(0.05＜接通时间＜0.35秒)，其效果与按动遥控器的“ON/OFF”的按键效果相同。
2、循环调光功能在受控照明灯的现行状态是“ON”的状态下，按下手动按钮大于0.35秒，微处理机将检测到这一信号并经功能请求分析模块判断为“循环调光”。此后，微处理机将令触发导通角按逐步变大—最大—逐步变小—最小—逐步变大的规律变化，如此循环往复。在此期间，指示灯将不停地快速闪烁。进入“循环调光”状态后，只要按钮不松开，该循环调光就一直继续。按钮松开后，此时的亮度将保持并作为当前的亮度设定值保存。此时，指示灯恢复常亮。
因为使用遥控器可使得调光更为方便和快捷，所以在遥控方式时没有设置与之对应的功能。
3、亮度增加/亮度减少功能在遥控方式下设有“INC”(编码为“1100”)(亮度增加)和“DEC”(编码为“1010”)(亮度减少)功能，当遥控接收端收到来自遥控器的“INC”信号时，微处理机将令触发脉冲前移一个单位(增加导通角)，同时也将当前的亮度设定值重新更新。如果导通角已达最大值，则导通角将保持不变，同时输出一个提示声。同理，当遥控接收端收到来自遥控器的“DEC”信号时，微处理机将令触发脉冲后移一个单位(减小导通角)，同时也将当前的亮度设定值重新更新。如果导通角已达到最小值，则导通角将保持不变，同时输出一个提示声。
手动操作不支持亮度增加/亮度减少功能。
4、最亮/最暗(快速调光)功能在受控照明灯的现行状态是“ON”的状态下，当遥控接收端收到来自遥控器的“MAX/MIN/BELL”(编码为“1011”)信号时，微处理机将先行判断现行亮度是否为“最亮”，是则将其改变为“最暗”，同时令触发脉冲逐步后移，直至导通角至最小设定值(此时受控照明灯的亮度为最暗)并将现行亮度值同时更新；如不是，则将现行亮度改为“最亮”，同时令触发脉冲逐步前移至最大值(此时受控照明灯的亮度为最亮)并将现行亮度值同时更新。综上所述，每接收到一个“MAX/MIN/BELL”信号，该IC的工作状态将在“最亮”和“最暗”间交替改变。
手动操作仅能实现最亮功能。在受控照明灯的现行状态是“OFF”的状态下，按下手动按钮并保持(大于0.35秒)，此刻微处理机将打开受控照明灯(将现行状态由“OFF”改为“ON”)，同时令触发导通角自最小逐步增大直至最大(对应的亮度为最亮)，并将此作为现行亮度值保存，指示灯也将从熄灭变为常亮。
5、延时～缓慢关闭(SLEEP_OFF，即睡眠关灯)功能该功能与人们在进入睡眠时的要求相吻合。当接收端收到来自遥控器的“SLEEP”(编码为“1101”)信号，同时现行状态为“ON”时，执行延时～缓慢关闭(SLEEP_OFF)功能。此时，微处理机将先行延时一段时间，在此期间，指示灯将慢速闪烁。延时完毕后，微处理机将缓慢地将触发脉冲依次后移，直至为零。与此同时，指示灯闪烁速度加快，受控照明灯的亮度也同步缓缓变暗，直至熄灭。并且，照明灯的现行状态也将由现行的“ON”改变为“OFF”，指示灯也将同时熄灭。
手动操作也能实现该功能。在受控照明灯在现行状态为“ON”时，双击手动按钮，随即进入执行延时～缓慢关闭(SLEEP_OFF)功能。
6、缓慢打开(SLEEP_ON，即睡眠开灯)功能当人们从睡梦中醒来时，往往觉得突然打开的灯光格外地刺眼，而缓慢打开(SLEEP_ON)功能就是为了解决这个问题而设计的。当接收端收到来自遥控器的“SLEEP”信号，同时现行状态为“OFF”时，将进入缓慢打开(SLEEP_ON)功能。在此期间，指示灯将以极慢地速度闪烁，同时微处理机令触发导通角自零度开始以极缓慢地速度依次增加，对应照明灯的亮度也以极缓慢地速度逐步增加，减少了对人眼的刺激。此过程一直延续到灯光的亮度到达设定值为止。此刻，指示灯恢复为常亮状态。
手动按钮不支持缓慢打开(SLEEP_ON)功能。
7、声光提示功能对于每个有效的操作，该IC均能给出对应的声(如果声音提示被允许)、光指示信号，使得操作者心中有数。以上每个部分在进行功能描述的同时，也对光指示信号(LED指示灯)进行了相应的说明，此处就不再赘述。这里主要就操作提示声的允许/禁止功能进行描述首次加电，声音提示功能将自动被设置为“允许”。此后，每当接收端收到来自遥控器的各种有效信号(除了在收到“INC”或“DEC”信号时其亮度未达“最亮”或“最暗”时例外)或者检测到手动按钮的有效操作，微处理机都将通过IC的端子(2)输出一串短脉冲，此时接到该端子上的蜂鸣器将发出一个短暂的提示声。当IC的工作状态处于“OFF”的情况下，如果接收端收到来自遥控器的“MAX/MIN/BFLL”信号，微处理机将认为这是一个对声音提示的允许/禁止功能的有效操作，操作程序将进入提示声控制模块。此刻如果声音提示被允许，则将对其禁止；反之，则被允许，如此循环往复。在下一个对声音提示的允许/禁止功能的有效操作到来之前，微处理机将保持目前的状态不变。
手动按钮不支持对声音提示的允许/禁止的操作功能。
各功能与操作的相互关系详见表1、表2。其中，表1为遥控操作功能一览表，表2为手动操作功能一览表。
本发明的一个应用实施例详见图5。IC在这里的标识为IC1，IC1的第1脚1接电源正端(+V)，第8脚8接地线(-V)。如前所述的电源电路由C1、C2、C3、R1、R2、DW1、D1构成，其中，C1、R1、R2的作用为降压和限流，DW1和D1为整流和稳压，C2、C3为电源退偶及滤波。电源接通后，正半周电流从P1端到达电源正端为整个电路提供电能，同时对蓄能电容C2充电。从地线返回的电流经D1、R2、C1和R1、受控灯16回到P2端。当稳压管DW1上的电压高于DW1的击穿电压时，DW1被击穿，避免了由于充电电压过高而损坏电路的有关器件，同时使整个电路的工作电压保持在合理的范围内。负半周时，电流由P2、LAMP、C1和R1、R2、DW1直接流回P1端。D1保证了在负半周期间C2上的电流不会回流，仅用于维持电路的正常工作。
触发电路则由R3、R4、Q1和C4构成。其Q1起到吸收触发脉冲电流的作用，R3和C4则用于限流和防止误触发，R4则是Q1的基极限流电阻。每当需要触发可控硅15时，IC1的(3)端将输出一个正脉冲，导致Q1短暂导通，触发电流将自双向可控硅BCR1的控制极经R3、Q1流入信号地，此时，双向可控硅BCR1将被触发而导通(负向触发)。
相位同步预处理电路由R5、R6和C5构成。其中，R5、R6的作用为分压和限流，C5则起到防止干扰的作用。相位同步预处理电路的输出与IC的第6脚6相连，其内部接至电压比较器的负向输入端，电压比较器的正向输入端接固定电平(IC的第8脚，也即IC的公共地)。每当IC的第6脚6电位比公共地低时，电压比较器的输出高电平；而当IC的第6脚6电位比公共地高时，电压比较器则输出低电平。而电压比较器的输出发生变化的时刻与外接交流电电压发生相位转折(即从正半周变为负半周或相反)时刻的误差可经地微处理机进行修正，据此就可作为交流相位同步信号，从而根据功能要求准确地控制可控硅的导通角。
光信号指示电路由限流电阻R7和发光二极管LED1构成。当需要发光指示某种状态时，IC1的7端将由低电平变为高电平，电流自IC1的7端流经R9和LED1后入地，从而，LED1被点亮。
声音提示的执行部件为压电陶瓷蜂鸣器BELL1。当微处理机11将一串音频脉冲由IC1的(2)端子加到压电陶瓷蜂鸣器BELL1上时，BELL1受到音频电压的驱动而发出提示声。
IC1可以由多种遥控方式控制，这时采用的是红外遥控技术。其遥控信号接收电路由IC2担任，它负责红外遥控信号的接收、放大与解调，其解调后的信号脉冲经IC1的(4)端送入，经微处理机的分析后，再转入相应的功能模块进行处理。
手动控制信号由按钮PB1给出。平时，IC1的5端被预置为高电平，PB1接通后该端子即被拉低而成为低电平，微处理机11感知后即会进行相应的处理。不难看出，在PB1两端可再并联多个按钮PB2、PB3直至PBN，即可实现对受控灯的多点控制(参见图6)。图5、图6中各虚线框的功能与图3相应功能框对应。
表1
表2
权利要求
1.一种多功能遥控调光集成电路，其特征在于a、至少具有6只I/O引脚，其中3只用于信号输入相位同步(6)、手动输入(5)、遥控输入(4)，3只用于输出可控硅触发信号(3)、声音提示(2)、光信号指示(7)，另有2只引脚(1)、(8)分别与电源正、负极连接；内部还设有电压比较器(9)、输入缓冲器(10)、输出缓冲器(12)、只读存贮器(13)、随机存取存贮器(14)及微处理机(11)；b、电压比较器(9)，一个输入端与相位同步(6)连接，另一个输入端与引脚(8)连接，其输出端与微处理机(11)的一个输入端连接；c、手动输入(5)、遥控输入(4)分别通过输入缓冲器(10)与微处理机(11)的另外两个输入端分别连接；d、可控硅触发信号(3)、声音提示(2)、光信号指示(7)分别通过输出缓冲器(12)与微处理机(11)的三个输出端分别连接；e、只读存贮器(13)与微处理机(11)由一总线连接；f、随机存取存贮器(14)与微处理机(11)由一总线连接。g、外部连接电路，连接有被控制的可控硅(15)和照明灯(16)。
全文摘要
本发明涉及一种多功能遥控调光集成电路，属于微电子控制技术领域，通过声控、射频、红外或其它遥控手段对照明灯进行遥控操作的集成电路。该集成电路除了具有普通的控制功能(打开、关闭、调光)外，还新增了一些实用的控制功能(如快速调光、睡眠开/关灯等)和辅助功能(声光提示)。特别是该集成电路能直接支持遥控操作，兼容手动操作，给其用户更大的操作空间与自由度，使该集成电路的应用前景极其广阔。
文档编号H05B39/04GK1599532SQ20041004065
公开日2005年3月23日 申请日期2004年9月7日 优先权日2004年9月7日
发明者方锡林 申请人:方锡林