微功耗可见光感应按键及用于仪表的光学通讯接收方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及仪表控制技术领域，具体地说是一种使用单一红外接收管实现微功耗可见光感应按键及用于仪表的光学通讯接收方法。
【背景技术】
[0002]目前，用于仪表设备的按键主要采用机械按键、磁控类的按键。采用机械按键，需要从结构内部预留一定的空间，仪器的按键处，要有可活动部件，不易保证防水和防尘；采用磁控类的按键，需要有磁性部件来实现按键的操作，对环境要求较高，遇强磁环境，按键的性能会受到影响；同时，具有红外通讯功能的仪表设备，其实现方式也具有成本高、电路复杂的缺点。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构简单、显著节约能源、降低功耗、性能优越、具有防水、防尘、防磁的使用单一红外接收管实现微功耗可见光感应按键及用于仪表的光学通讯接收方法。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种微功耗可见光感应按键，设有壳体，其特征在于所述壳体为密闭的透明壳体，所述壳体内设有电路板，所述电路板上设有微处理器MCU、电源模块、电阻R2、电容C1、AD采样电路和光接收管RXl，所述电源模块为微处理器MCU提供电源，所述电阻R2、电容Cl组成低通滤波电路，所述微处理器MCU内嵌检测光感应处理程序、ADC模数转化模块和定时器，微处理器MCU通过定时器发出启动信号，启动信号经低通滤波电路消除高频信号，再通过微处理器MCU内部的ADC模数转化模块采集数据，并判断数据是否处于稳定状态，然后设置光接收管RXl的光照强度对应AD采样电路的采集值Light，设置Light为光照强度变弱阈值和按下的阈值，Light/2为光照强度变强阈值，并开启高阈值、低阈值触发中断，使控制进入微功耗模式。
[0005]本发明可在所述电路板上设有限流电阻R1，通过限流电阻R1，来限制流过光接收管RXl的电流，使通过限流电阻Rl的电流降低，进一笔达到微功耗的作用。
[0006]本发明还可在所述电路板上设有光发射管TX1，以利于通过光发射管TXl与外部的设备进行通讯，达到节约能源，使用寿命长的作用。
[0007]本发明所述定时器TAO使用ACLK (32768Hz)为时钟源，以利于在微功耗下工作，降低功耗。
[0008]本发明所述定时器TAO产生的方波频率为21Hz，以利于采样和转换触发源。
[0009]本发明所述光接收管接收到的光波长度在400nm~l 10nm间，以使光学通道(数据传输)不受强度达到16000 Iux的周围光线组成与日照可比的光、包括荧光的影响。
[0010]本发明所述微功耗可见光感应按键的控制方法步骤为:首先，电源模块供电，通过AD采样电路比较从而判断是否为高电平，再使用微处理器MCU内部的ADC模数转换、窗口比较和内部的比较器实现红外通讯的接收功能，使定时器TAO产生方波作为采样、转换触发源，触发AD采样电路的启动检测光强度的变化；
对微处理器MCU供电后，通过微处理器MCU内部的ADC模数转化模块采集数据，并判断数据是否处于稳定状态，然后设置光接收管RXl的光照强度对应AD采样电路的采集值为Light，设置Light为光照强度的变弱阈值和按下的阈值，Light/2为光照强度变强阈值，开启高阈值、低阈值触发中断，进入微功耗模式；
当用手或用其它物体遮挡光接收管RXl接收的可见光线时，光接收管RXl接收到的光照强度产生变化，进而使AD采样电路采集的数据产生变化，当其大于Light时，判断为按键按下或光照强度变弱；
低于Light/2时，判断为按键松开；
设置按下时间低于0.1s判断为干扰，不做处理；
同样如此处理松开按键，消除抖动；
设置按下时间超过0.ls，且低于Is判断为短按；
按下时间超过Is判断为长按；
按下超过1s判断为光强变弱或休眠，并重新设定其值为光接收管RXl的光照强度对应AD采样电路的采集值为Light ;
当AD采样电路采集的数据小于Light/4时，判断为进入强光，设置为新的光照强度对应AD采样电路的采集值Light为高阈值，Light/2为低阈值，开启高阈值、低阈值触发中断，使之进入微功耗模式。
[0011]—种用于仪表的光学通讯接收方法，其特征在于设有密封的透明壳体，所述密闭的透明壳体内设有电路板，所述电路板上设有微处理器MCU、电源、限流电阻R1、微处理器MCU内部的模数转化模块ADC和光接收管RX1，所述电源为微处理器MCU提供电源，所述微处理器MCU内嵌检测光感应处理程序和定时器；当红外发射设备与仪表进行通讯时，光接收管接收到红外发射设备发出的红外光信号时，自身会反复导通与截止，则比较器输入端Pl.3在高低电压之间不断变化，最终微处理器MCU内部的比较器输出连续的编码信号，实现了红外通讯接收功能，最终实现通过红外方式对设备进行通讯的目的。
[0012]本发明所述光接收管RXl与红外发射设备的光轴距离a2=10mm(±lmm)，产生的信号在一个规定的光激活区域上的辐射强度为Ee/R，
当Ee/R彡20(^W/cm2时定义光接收管RXl为开；
当Ee/R ( 20(^W/cm2时定义光接收管RXl为关，以达到信号强的作用。
[0013]本发明所述光接收管RXl与红外发射设备的光学通道不应受强度达到16000 Iux周围光线组成与日照可比的光、包括荧光的影响。
[0014]实施例:本发明可嵌入到任意仪表中，当需要按键时，可用物体(可直接用手指遮挡)挡住光线，即可达到按键按下的作用，当物体离开光线，即表明按键松开；当需要对仪表进行控制时，通过红外发射装置发射具有一定编码规则的红外光，由接收管RXl接收到后，即可实现通讯目的。
[0015]本发明由于采用上述方法和结构，不借助其他装置及设备，而是通过检测光的强弱来实现键的按下、释放的功能，并通过红外接收管单管实现红外通讯接收功能，显著提高了防水、防尘和防磁性能，具有微功耗、低成本、节约能源、使用寿命长等优点。
【附图说明】
[0016]
图1是本发明所述微功耗可见光感应按键的电气原理图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明进一步说明:
如附图1所示，一种微功耗可见光感应按键，设有壳体，其特征在于所述壳体为密闭的透明壳体，所述壳体内设有电路板，所述电路板上设有微处理器MCU、电源模块、电阻R2、电容Cl、AD采样电路和光接收管RXl，所述电源模块为微处理器MCU提供电源，所述电阻R2、电容Cl组成低通滤波电路，所述微处理器MCU内嵌检测光感应处理程序、ADC模数转化模块和定时器，微处理器MCU通过定时器发出启动信号，启动信号经低通滤波电路消除高频信号，再通过微处理器MCU内部的ADC模数转化模块采集数据，并判断数据是否处于稳定状态，然后设置光接收管RXl的光照强度对应AD采样电路的采集值Light，设置Light为光照强度变弱阈值和按下的阈值，Light / 2为光照强度变强阈值，并开启高阈值、低阈值触发中断，使控制进入微功耗模式。
[0018]本发明可在所述电路板上设有限流电阻R1，通过限流电阻R1，来限制流过光接收管RXl的电流，使通过限流电阻Rl的电流降低，进一步达到微功耗的作用。
[0019]本发明还可在所述电路板上设有光发射管TX1，以利于通过光发射管TXl与外部的设备进行通讯，达到节约能源，使用寿命长的作用。
[0020]本发明所述定时器TAO使用ACLK (32768Hz)为时钟源，以利于在微功耗下工作，降低功耗。
[0021]本发明所述定时器TAO产生的方波频率为21Hz，以利于采样和转换触发源。
[0022]本发明所述光接收管接收到的光波长度在400nm~l 10nm间，以使光学通道(数据传输)不受强度达到16000 Iux的周围光线组成与日照可比的光，包括荧光的影响。
[0023]本发明所述微功耗可见光感应按键的控制方法步骤为:首先，电源模块供电，通过AD采样电路比较从而判断是否为高电平，再使用微处理器MCU内部的ADC模数转换、窗口比较和内部的比较器实现红外通讯的接收功能，使定时器TAO产生