CN104330997B - 延时控制电路和延时控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种延时控制电路和延时控制系统。该延时控制电路包括：触发电路，用于接收光信号，并由光信号得到电平触发信号；稳压IC，稳压IC的使能管脚与触发电路相连接，用于在电平触发信号的触发下输出电能；微控制单元，微控制单元的I/O管脚与稳压IC的使能管脚相连接，用于对稳压IC输出的电能进行延时控制。通过本发明，减小了延时控制电路的电能消耗。

Description

延时控制电路和延时控制系统

技术领域

本发明涉及延时控制技术领域，具体而言，涉及一种延时控制电路和延时控制系统。

背景技术

现有技术中，延时控制电路的触发方式基本为电平触发方式。

如图1所示NE555延时电路，RA阻值为3千欧姆、C电容值为0.02微法、RL的阻值为1千欧姆，电源提供5V～15V的电压Vcc。图1所示NE555集成电路，包括管脚1，管脚2，管脚3，管脚4，管脚5，管脚6，管脚7和管脚8，依次为接地管脚GND，触发管脚TRIG，输出管脚OUT，复位管脚RESET，控制管脚CONT，门限管脚THRES，放电管脚DISCH和电源管脚Vcc，其中管脚2也即是触发管脚TRIG用于接收输入触发信号Input，管脚3也即是输出管脚OUT用于输出电平信号Output。NE555延时电路调节RA的阻值很容易实现5分钟以上的延时，输出延时较长。NE555延时电路控制延时，需要持续的触发信号，且触发信号为电信号，因此在NE555延时电路控制输出电压延时的过程中，需要不断地向NE555延时电路提供触发延时所需的电能。

在用干电池等电源进行供电的电路中，NE555延时电路的使用会造成电源的供电时间缩短，电源电能消耗量大。

针对现有技术中延时控制电路的触发方式电能消耗量大的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种延时控制电路和延时控制系统，以解决现有技术中延时控制电路的触发方式电能消耗量大问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种延时控制电路。该延时控制电路包括：触发电路，用于接收光信号，并将光信号转换后得到电平触发信号；稳压集成电路（Integrated Circuit，简称为IC），与触发电路的输出端相连接，用于接收电平触发信号并在电平触发信号的触发下输出电能；微控制单元与稳压IC相连接，用于对稳压IC输出的电能进行延时控制。

进一步地，稳压IC通过使能管脚与触发电路的输出端相连，微控制单元通过输入输出（Input/Output，简称为I/O）管脚与稳压IC的使能管脚相连。

进一步地，光信号为经过编码调制后得到的LED可见光信号。

进一步地，微控制单元为通过编程方式对稳压IC输出电能进行延时控制的单片机。

进一步地，触发电路包括：第一触发子电路，用于将光信号转化为电信号；第二触发子电路，用于将电信号转化为电平触发信号。

进一步地，触发电路还包括电源，第一触发子电路具体包括：触发元件，包括第一接线端和第二接线端，其中，触发元件的第一接线端与电源的正极相连接，用于接收光信号，并将光信号转化为电信号；电容，电容的正极与触发元件的第二接线端相连接，电容的负极接地，用于通过电信号产生电位差。

进一步地，触发元件为光电二极管或光电三极管。

进一步地，第一触发子电路还包括：第一电阻，该第一电阻与电容并联。

进一步地，第一电阻用于使触发元件接收光信号之后与电源之间形成通路。

进一步地，第二触发子电路具体包括：第二电阻，包括第一接线端和第二接线端，第二电阻的第一接线端与触发元件的第二接线端相连接，用于增加电信号电压压降；第三电阻，包括第一接线端和第二接线端，第三电阻的第一接线端与电源的正极相连接；信号放大器，与第二电阻的第二接线端相连接，集电极与第三电阻的第二接线端和稳压IC的使能管脚分别相连接，发射极接地，信号放大器用于将电信号转化为电平触发信号。

进一步地，信号放大器为三极管，或者场效应管。

进一步地，电源还连接至稳压IC的电源输入端以向稳压IC提供电能。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种延时控制系统。该延时控制系统包括：信号发射电路，用于发射光信号；以及，本发明中上述所提供的任一种延时控制电路。

本发明的实施例中通过可见光信号得到延时控制电路的低电平触发信号，该电平触发信号为低电平，在延时控制电路的应用中，延时控制电路在未接收到可见光信号时（也即是静态时），电路中电源不对延时控制电路的触发电路进行供电，只有当接收到可见光信号时（也即是动态时），触发电路通电工作并输出电平触发信号，因此使用可见光控制延时功能使得该延时控制电路在静态时减少电能的消耗，从而达到降低电源电能消耗的效果。通过本发明，解决了现有技术中延时控制电路的触发方式电能消耗量大的问题，减小了延时控制电路的电能消耗。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据现有技术的NE555延时电路示意图；

图2是根据本发明实施例的延时控制电路示意图；

图3是根据本发明实施例的延时控制系统示意图；以及

图4是根据本发明实施例的智能光子锁结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图2是根据本发明实施例的延时控制电路示意图。如图2所示，该延时控制电路包括：触发电路，稳压IC（图中U1）和微控制单元MCU。触发电路可以用于接收光信号（该光信号可以为可见光信号），并将光信号转换后得到电平触发信号。稳压IC的使能管脚EN与触发电路的输出端相连接，用于接收电平触发信号并在电平触发信号的触发下输出电能。该稳压IC在电平触发信号的触发下由VOUT管脚输出电能，输出的电能可以用于对外提供电能，稳压IC接地管脚GND接地。稳压IC使能管脚EN接收低电平时，稳压IC开始工作，VOUT管脚输出电能，反之高电平时，停止工作，因此上述中的电平触发信号为低电平信号。微控制单元MCU与稳压IC相连接，用于对所稳压IC输出的电能进行延时控制。具体地，微控制单元MCU通过I/O管脚与稳压IC的使能管脚EN相连接，该微控制单元MCU用于对稳压IC的VOUT管脚输出的电能进行延时控制。当延时时间结束，微控制单元MCU的I/O管脚输出高电平至稳压IC使能管脚EN，使稳压IC的VOUT管脚停止输出电能。

优选地，光信号为经过编码调制后得到的LED可见光信号。该可见光信号具有唯一性。LED可见光信号的使用使得该延时控制电路在可以应用在智能光子锁等可见光通信技术领域，拓宽了该延时控制电路的应用范围。

本发明的实施例中通过可见光信号得到延时控制电路的低电平触发信号，该电平触发信号为低电平，在延时控制电路的应用中，延时控制电路在未接收到可见光信号时（也即是静态时），电路中电源不对延时控制电路的触发电路进行供电，只有当接收到可见光信号时（也即是动态时），触发电路通电工作并输出电平触发信号，因此使用可见光控制延时功能使得该延时控制电路在静态时减少电能的消耗，从而达到降低电源电能消耗的效果。

优选地，微控制单元MCU为通过编程方式对稳压IC的VOUT管脚输出电能进行延时控制的单片机。由于该微控制单元MCU为可编程单片机，该延时控制电路的延时时间可以通过软件编程实现，且延时时间具有可调节性，可以应用于多种有延时需求的控制电路中。

本发明实施例的触发电路包括：第一触发子电路和第二触发子电路。第一触发子电路可以用于将光信号转化为电信号，实现光电转换功能；第二触发子电路可以用于将电信号转化为电平触发信号，将电信号进行放大处理后转化为用于触发稳压IC VOUT管脚输出电能。

优选地，触发电路还可以包括电源V1，该触发电路中第一触发子电路具体可以包括：触发元件D1和电容C1。该触发元件D1包括第一接线端和第二接线端，其中触发元件第一接线端与电源V1的正极相连接，用于接收光信号，并将光信号转化为电信号。电容C1的正极与触发元件D1的第二接线端相连接，负极接地，用于通过电信号产生电位差。第一触发子电路中还包括第一电阻R1，该第一电阻R1与电容C1并联。当触发元件D1接收到上述光信号后，导通电路，第一触发子电路通电，使得电容C1的两端产生电位差，其中上述中的电信号为电容C1正极端的电压电平信号。

进一步优选地，触发元件为光电二极管或光电三极管。光电二极管或光电三极管具有将可见光信号转化为电信号的功能。

本实施例中的第一触发子电路还包括：第一电阻R1。该第一电阻R1与电容并联。第一电阻R1用于使触发元件接收光信号之后与电源之间形成通路。

优选地，第二触发子电路具体包括第二电阻，第三电阻和信号放大器。第二电阻包括第一接线端和第二接线端，第二电阻的第一接线端与触发元件的第二接线端相连接，用于增加电信号电压压降。第三电阻包括第一接线端和第二接线端，第三电阻的第一接线端与电源的正极相连接。信号放大器与第二电阻的第二接线端相连接，集电极与第三电阻的第二接线端和稳压IC的使能管脚分别相连接，发射极接地，信号放大器用于将电信号转化为电平触发信号。

优选地，信号放大器为三极管，或者场效应管。通过三极管或者场效应管对信号的放大倍数使得输出的电平触发信号能够满足实际应用的要求。本实施例中优选三极管Q1作为信号放大器。

由于第一触发子电路通电后，电容C1正极端电压近似等于电源V1正极的电压，经第二电阻降压后输出给三极管Q1的基极。

电源V1还连接至稳压IC的电源输入端以向稳压IC提供电能。

下面根据图2详细说明本实施例中延时控制电路的工作过程。

如图2所示，在静态时，触发元件D1不接收光信号，此时三极管Q1的基极电压极小，集电极和发射极之间被截止，此时，集电极通过R3与电源V1相连接，集电极输出电压为高电平，该高电平通过稳压IC的使能管脚EN触发稳压IC停止工作，VOUT管脚不输出电能。

当触发元件D1接收到可见光信号后，第一触发子电路导通，电容C1两端形成电势差，电容C1正极端电压经过降压电阻R2传至三极管Q1的基极，使得三极管的集电极与发射极之间导通，形成通路。此时集电极端相当于接地，输出低电平，该低电平通过稳压IC的使能管脚EN触发稳压IC开始工作，VOUT管脚输出电能。微控制单元MCU通过软件编程控制延时时间，当延时时间结束，微控制单元MCU的I/O管脚输出高电平至稳压IC的使能管脚EN，该高电平通过稳压IC的使能管脚EN触发稳压IC停止工作，VOUT管脚停止输出电能。

图3是根据本发明实施例的延时控制系统示意图。如图3所示，根据本发明实施例的另一方面提供的延时控制系统1可以包括信号发射电路和延时控制电路。信号发射电路可以用于发射光信号，该光信号可以为可见光信号；该延时控制电路为上述所提到的延时控制电路。图3所示箭头方向为光通信方向。

优选地，光信号为经过编码调制后得到的LED可见光信号。该可见光信号具有唯一性。LED可见光信号的使用使得该延时控制电路在可以应用在智能光子锁等可见光通信技术领域，拓宽了该延时控制系统1的应用范围。

图4是根据本发明实施例的智能光子锁结构示意图。如图4所示，本发明实施例提供的延时控制电路和延时控制系统1可以用于智能光子锁中。智能光子锁包括光钥匙11和锁身13，智能光子锁的锁身包括延时控制电路，受光口14和信号处理单元及其他电路，光钥匙包括信号发射电路和发光口12，图4中箭头方向为光通信方向，智能光子锁采用可见光通信技术。其中光钥匙11包括超级光钥匙和普通光钥匙。超级光钥匙类似于普通射频智能锁的母卡或者管理授权卡。超级光钥匙可以通过特定方式（如编码调制）发射光信号照射智能光子锁的锁身13，智能光子锁的锁身13识别该光信号，并通过锁身13中的信号处理单元对普通光钥匙进行权限的修改，比如增加权限或者解除权限。

智能光子锁使用干电池等蓄电池作为电源，静态时，智能光子锁对其中的信号处理单元不提供电能，以节省电源电能。当智能光子锁的锁身13经过超级光钥匙激发后，智能光子锁处于动态情况下，此时需要使用延时控制电路来实现延时控制，用于提供超级光钥匙对普通光钥匙的授权处理这一时间段内信号处理单元及其他电路所需的电能。

具体地，静态时，三极管Q1基极电压小于0.7V，集电极和发射机之间被截止，集电极端的电压高于0.8V，稳压IC的使能管脚EN接收到高电平，稳压IC停止工作，智能光子锁不对信号处理单元提供电能，以节省电源电能。

动态时，经过超级光钥匙照射，延时控制电路中第一触发子电路导通，电容C1两端形成电势差，电容C1正极端电压经过降压电阻R2传至三极管Q1的基极，该基极接收到电压大于0.7V，使得三极管的集电极与发射极之间导通，形成通路。此时集电极端类似于接地，输出低电平，该低电平通过稳压IC的使能管脚EN触发稳压IC开始工作，VOUT管脚输出电能，该电平触发信号触发稳压IC的VOUT管脚输出5V电压的电能供给信号处理单元及其他电路，通过微控制单元MCU编程控制延时。在该延时时间内，智能光子锁可以对普通光钥匙进行授权处理。延时时间结束，微控制单元MCU输出高电平至稳压IC的使能管脚，触发稳压IC停止工作，VOUT管脚停止输出电能。

从以上的描述中，可以看出，本发明的实施例中通过可见光信号得到延时控制电路的低电平触发信号，该电平触发信号为低电平，在延时控制电路的应用中，延时控制电路在未接收到可见光信号时（也即是静态时），电路中电源不对延时控制电路的触发电路进行供电，只有当接收到可见光信号时（也即是动态时），触发电路通电工作并输出电平触发信号，因此使用可见光控制延时功能使得该延时控制电路在静态时减少电能的消耗，从而达到降低电源电能消耗的效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种延时控制电路，其特征在于，所述延时控制电路包括：

触发电路，用于接收光信号，并将所述光信号转换后得到电平触发信号；

稳压IC，与所述触发电路的输出端相连接，用于接收所述电平触发信号并在所述电平触发信号的触发下输出电能；以及

微控制单元，与所述稳压IC相连接，用于对所述稳压IC输出的电能进行延时控制。

2.根据权利要求1所述的延时控制电路，其特征在于，所述稳压IC通过使能管脚与所述触发电路的输出端相连，所述微控制单元通过I/O管脚与所述稳压IC的所述使能管脚相连。

3.根据权利要求1所述的延时控制电路，其特征在于，所述光信号为经过编码调制后得到的LED可见光信号。

4.根据权利要求1所述的延时控制电路，其特征在于，所述微控制单元为通过编程方式对所述稳压IC输出电能进行延时控制的单片机。

5.根据权利要求1所述的延时控制电路，其特征在于，所述触发电路包括：

第一触发子电路，用于将所述光信号转化为电信号；以及

第二触发子电路，用于将所述电信号转化为所述电平触发信号。

6.根据权利要求5所述的延时控制电路，其特征在于，所述触发电路还包括电源，所述第一触发子电路具体包括：

触发元件，包括第一接线端和第二接线端，其中，所述触发元件的第一接线端与所述电源的正极相连接，用于接收所述光信号，并将所述光信号转化为所述电信号；以及

电容，所述电容的正极与所述触发元件的第二接线端相连接，所述电容的负极接地，用于通过所述电信号产生电位差。

7.根据权利要求6所述的延时控制电路，其特征在于，所述触发元件为光电二极管或光电三极管。

8.根据权利要求6所述的延时控制电路，其特征在于，所述第一触发子电路还包括：第一电阻，所述第一电阻与所述电容并联。

9.根据权利要求8所述的延时控制电路，其特征在于，所述第一电阻用于使所述触发元件接收所述光信号之后与所述电源之间形成通路。

10.根据权利要求6所述的延时控制电路，其特征在于，所述第二触发子电路还包括：

第二电阻，包括第一接线端和第二接线端，所述第二电阻的第一接线端与所述触发元件的第二接线端相连接，用于增加所述电信号电压压降；

第三电阻，包括第一接线端和第二接线端，所述第三电阻的第一接线端与所述电源的正极相连接；

三极管，基极与所述第二电阻的第二接线端相连接，集电极与第三电阻的第二接线端和所述稳压IC的使能管脚分别相连接，发射极接地，所述三极管用于将所述电信号转化为所述电平触发信号。

11.根据权利要求6所述的延时控制电路，其特征在于，所述电源还连接至所述稳压IC的电源输入端以向所述稳压IC提供电能。

12.一种延时控制系统，其特征在于，包括：

信号发射电路，用于发射光信号；以及

权利要求1至11中任一项所述的延时控制电路。