CN110609253A - 一种电能表光电装置及红外发射控制方法 - Google Patents

一种电能表光电装置及红外发射控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电能表光电装置及红外发射控制方法，所述光电装置包括微控制单元、远红外接收电路、近红外接收电路、红外发送电路、第一按键电路、第二按键电路、第三按键电路、远红外指示电路、近红外指示电路、光电校准电路，其中微控制单元的PD2引脚与远红外接收电路连接，微控制单元的PD1引脚、PC6引脚分别与近红外接收电路连接；微控制单元的PD0引脚与红外发送电路连接；微控制单元的PC5、PC4、PC3引脚分别连接第一按键电路、第二按键电路、第三按键电路；微控制单元的PC1、PC0引脚分别连远红外指示电路和近红外指示电路；微控制单元的ADC7引脚连接光电校准电路。通过本发明，整合红外发送和接收，解决现有使用不方便以及红外发射成本高的问题。

Description

一种电能表光电装置及红外发射控制方法
技术领域
本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种电能表光电装置及红外发射控制方法。
背景技术
随着电子式电能表的不断普及，电子式电能表的校准工作也不断趋于完善。虽然国内的电子式电能表基本上都在用有线脉冲信号来校准，但是在一些海外地区和国家，还在用LED脉冲灯信号来校准。国内校表台制造商还是把光电校准头作为标准配置。另外，较高级的电子式电能表都配备红外通讯口，国内的电能表采用远红外通讯口，国外则采用近红外通讯口。不论是光电头校表还是红外通讯，在校表台中这三个装置都是分离的，在实际使用中很不方便，且红外发射需要另外增加电路硬件，提高了实现红外发射的成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种电能表光电装置及红外发射控制方法，用于解决现有国内外标准不一致导致使用不方便以及红外发射成本增加的问题。
本发明提供的一种电能表光电装置，所述光电装置包括微控制单元、远红外接收电路、近红外接收电路、红外发送电路、第一按键电路、第二按键电路、第三按键电路、远红外指示电路、近红外指示电路、光电校准电路，其中：
所述微控制单元的PD2引脚与所述远红外接收电路连接，所述微控制单元的PD1引脚、PC6引脚分别与近红外接收电路连接；
所述微控制单元的PD0引脚与所述红外发送电路连接；
所述微控制单元的PC5、PC4、PC3引脚分别连接所述第一按键电路、所述第二按键电路、所述第三按键电路；
所述微控制单元的PC1、PC0引脚分别连接所述远红外指示电路和所述近红外指示电路；
所述微控制单元的ADC7引脚连接光电校准电路。
进一步地，所述微控制单元的VCC引脚、AVCC引脚和AREF引脚分别连接电压输入端；
所述微控制单元的多个GND引脚接地。
进一步地，所述远红外接收电路包括第一电阻、第二电阻、第一电容和第一光敏电阻,其中：
所述第一电阻一端连接电压输入端，另一端连接第一电容一端,所述第一电容另一端接地；
所述第一光敏电阻包括VCC端、GND端和VOUT端，所述VCC端连接第一电容的一端，所述GND端接地，所述VOUT端连接所述微控制单元的PD2引脚；
所述第二电阻一端连接电压输入端，另一端连接所述VOUT端。
进一步地，所述近红外接收电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一三极管和第二光敏电阻,其中：
第二光敏电阻其一端连接电压输入端，另一端连接连接第四电阻一端；
所述第五电阻一端连接所述第二光敏电阻一端，所述第五电阻的另一端连接所述微控制单元的PD1引脚；
所述第一三极管型号的集电极连接所述微控制单元的PD1引脚，所述第一三极管的发射极连接所述微控制单元的PC6引脚，所述第一三极管的基极连接第四电阻另一端；
所述第三电阻一端连接所述第一三极管的基极，另一端连接所述第一三极管的发射极。
进一步地，所述红外发送电路包括第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第二电容、第二三极管和第一红外发光电阻，其中：
所述第二三极管的基极连接第六电阻和第七电阻一端，所述第二三极管的发射极连接第七电阻的另一端、电压输入端和所述第二电容的一端，所述第二电容的另一端接地；
所述第六电阻另一端连接所述微控制单元的PD0引脚；
所述第二三极管的集电极一端连接第一红外发光电阻一端，所述第一红外发光电阻另一端连接相互并联的所述第八电阻和所述第九电阻的一端，所述相互并联的所述第八电阻和所述第九电阻的另一端接地。
进一步地，在所述第一按键电路、所述第二按键电路、所述第三按键电路中任一按键电路均包括一电阻、一电容和一开关，所述一电阻一端连接电压输入端，所述一电阻另一端连接所述一电容的一端，所述一电容的另一端接地；所述一开关的两端分别与所述一电容两端并联，所述一电容的一端连接所述微控制单元的PC5、PC4或者PC3引脚。
进一步地，在远红外指示电路、近红外指示电路、光电校准电路任一电路均包括两个电阻和一个发光二极管；其中一电阻一端连接电压输入端，另一端连接发光二极管一端，另一电阻与所述发光二极管并联，所述发光二极管的另一端连接所述微控制单元的PC1、PC0或者ADC7引脚。
本发明提供的一种红外发射控制方法，所述控制方法包括：
接收输入的红外发射控制指令；
根据所述红外发射控制指令，计算出红外调制信号频率对应的周期；
在所述PD0引脚高电平时，所述微控制单元启动所述周期一半对应的定时器，在所述定时器中断中，翻转所述PD0引脚电平为低电平；
所述红外发送电路导通，发射红外调制信号。
进一步地，所述红外发送电路导通，发射红外调制信号具体包括：
在所述PD0引脚低电平时，第二三极管导通；
第一红外发光电阻发射所述红外调制信号。
实施本发明，具有如下有益效果：
通过本发明，利用微控制单元连接控制远红外指示电路、近红外指示电路、红外发送电路以及光电校准电路等，实现了多种红外电路一体化，解决了现有国内外标准不一致，导致红外发送、接收效率低以及红外发射成本高的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的电能表光电装置中的微控制单元的结构图。
图2是本发明实施例提供的远红外接收电路的结构图。
图3是本发明实施例提供的近红外接收电路的结构图。
图4是本发明实施例提供的红外发送电路的结构图。
图5是本发明实施例提供的第一按键电路的结构图。
图6是本发明实施例提供的第二按键电路的结构图。
图7是本发明实施例提供的第三按键电路的结构图。
图8是本发明实施例提供的远红外指示电路的结构图。
图9是本发明实施例提供的近红外指示电路的结构图。
图10是本发明实施例提供的光电校准电路的结构图。
图11是本发明实施例提供的红外发射控制方法的流程图。
具体实施方式
本专利中，通过微控制单元控制远红外接收电路、近红外接收电路、发送电路以及光电校准电路等，以下结合附图和实施例对该具体实施方式做进一步说明。
如图1所示，本发明实施例提供了电能表光电装置中的微控制单元，一并参考图2至图10，光电装置包括微控制单元1、远红外接收电路101、近红外接收电路102、红外发送电路103、第一按键电路104、第二按键电路105、第三按键电路106、远红外指示电路107、近红外指示电路108、光电校准电路109，其中：
所述微控制单元1的PD2引脚与所述远红外接收电路101连接，所述微控制单元1的PD1引脚、PC6引脚分别与近红外接收电路102连接；
所述微控制单元1的PD0引脚与所述红外发送电路103连接；
所述微控制单元1的PC5、PC4、PC3引脚分别连接所述第一按键电路104、所述第二按键电路105、所述第三按键电路106；
所述微控制单元1的PC1、PC0引脚分别连接所述远红外指示电路107和所述近红外指示电路108；
所述微控制单元1的ADC7引脚连接光电校准电路109。
本实施例中，通过微控制单元1连接远红外接收电路、近红外接收电路和红外发送电路、第一按键电路、第二按键电路、第三按键电路、远红外指示电路、近红外指示电路以及光电校准电路，实现了红外发送、远红外接收以及近红外接收整合，使用便利、效率高。
进一步地，所述微控制单元1的VCC引脚、AVCC引脚和AREF引脚分别连接电压输入端VCM；
所述微控制单元1的多个GND引脚接地。
如图2所示，本发明实施例提供了远红外接收电路101，所述远红外接收电路101包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1和第一光敏电阻IRR1,其中：
所述第一电阻R1一端连接电压输入端VCM，另一端连接第一电容C1一端,所述第一电容C1另一端接地；
所述第一光敏电阻IRR1包括VCC端、GND端和VOUT端，所述VCC端连接第一电容C1的一端，所述GND端接地，所述VOUT端连接所述微控制单元1的PD2引脚；
所述第二电阻R2一端连接电压输入端VCM，另一端连接所述VOUT端。
如图3所示，本发明实施例提供了近红外接收电路102，所述近红外接收电路102包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一三极管Q1和第二光敏电阻IRR2,其中：
第二光敏电阻IRR2其一端连接电压输入端VCM，另一端连接连接第四电阻R4一端；
所述第五电阻R5一端连接所述第二光敏电阻IRR2一端，所述第五电阻R5的另一端连接所述微控制单元1的PD1引脚；
所述第一三极管Q1的集电极连接所述微控制单元1的PD1引脚，所述第一三极管Q1的发射极连接所述微控制单元1的PC6引脚，所述第一三极管Q1的基极连接第四电阻R4另一端；
所述第三电阻R3一端连接所述第一三极管Q1的基极，另一端连接所述第一三极管Q1的发射极。
如图4所示，本发明实施例提供了红外发送电路103，所述红外发送电路103包括第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第二电容C2、第二三极管Q2和第一红外发光电阻IRT1，其中：
所述第二三极管Q2的基极连接第六电阻R6和第七电阻R7一端，所述第二三极管Q2的发射极连接第七电阻R7的另一端、电压输入端VCM和所述第二电容C2的一端，所述第二电容C2的另一端接地；
所述第六电阻R6另一端连接所述微控制单元1的PD0引脚；
所述第二三极管Q2的集电极一端连接第一红外发光电阻IRT1一端，所述第一红外发光电阻IRT1另一端连接相互并联的所述第八电阻R8和所述第九电阻R9的一端，所述相互并联的所述第八电阻R8和所述第九电阻R9的另一端接地。
如图5所示，本发明实施例提供了第一按键电路104，所述第一按键电路104包括第十电阻R10、第三电容C3和第一开关S1 KEY，其中:
所述第十电阻R10一端连接电压输入端VCM，所述第十电阻R10另一端连接所述第三电容C3的一端，所述第三电容C3的另一端接地；所述第一开关S1KEY两端分别与所述第三电容C3两端并联，所述第三电容C3的一端连接所述微控制单元1的PC5引脚。
一并结合图6、图7，第二按键电路105包括第十一电阻R11、第四电容C4和第二开关S2 KEY，其中所述第十一电阻R11一端连接电压输入端VCM，所述第十一电阻R11另一端连接所述第四电容C4的一端，所述第四电容C4的另一端接地；所述第二开关S2 KEY两端分别与所述第四电容C4两端并联，所述第四电容C4的一端连接所述微控制单元1的PC4引脚；第三按键电路106包括第十二电阻R12、第五电容C5和第三开关S3 KEY，其中所述第十二电阻R12一端连接电压输入端VCM，所述第十二电阻R12另一端连接所述第五电容C5的一端，所述第五电容C5的另一端接地；所述第三开关S3 KEY两端分别与所述第五电容C5两端并联，所述第五电容C5的一端连接所述微控制单元1的PC3引脚。
综上所述，任一按键电路均包括一电阻、一电容和一开关，所述一电阻一端连接电压输入端VCM，所述一电阻另一端连接所述一电容的一端，所述一电容的另一端接地；所述一开关的两端分别与所述一电容两端并联，所述一电容的一端连接所述微控制单元1的PC5、PC4或者PC3引脚。
如图8所示，本发明实施例提供了远红外指示电路107，所述远红外指示电路107包括第十三电阻R13、第十四电阻R14和第一发光二极管LED1，其中所述第十三电阻R13一端连接电压输入端VCM，另一端连接第一发光二极管LED1一端，所述第十四电阻R14与所述第一发光二极管LED1并联，所述第一发光二极管LED1另一端连接所述微控制单元1的PC1引脚。
如图9所示，本发明实施例提供了近红外指示电路108，所述近红外指示电路108包括第十五电阻R15、第十六电阻R16和第二发光二极管LED2，其中所述第十五电阻R15一端连接电压输入端VCM，另一端连接第二发光二极管LED2一端，所述第十六电阻R16与所述第二发光二极管LED2并联，所述第二发光二极管LED2另一端连接所述微控制单元1的PC0引脚。
如图10所示，本发明实施例提供了光电校准电路109，所述光电校准电路109包括第十七电阻R17、第十八电阻R18和第三发光二极管LED3，其中所述第十七电阻R17一端连接电压输入端VCM，另一端连接第二发光二极管LED3一端，所述第十八电阻R18与所述第二发光二极管LED3并联，所述第三发光二极管LED3另一端连接所述微控制单元1的ADC7引脚。
综上所述，在远红外指示电路107、近红外指示电路108、光电校准电路109任一电路均包括两个电阻和一个发光二极管；其中一电阻一端连接电压输入端VCM，另一端连接发光二极管一端，另一电阻与所述发光二极管并联，所述发光二极管的另一端连接所述微控制单元1的PC1、PC0或者ADC7引脚。
如图11所示，本发明实施例提供了红外发射控制方法，所述控制方法在上述光电装置上执行，所述控制方法包括：
步骤S11、接收输入的红外发射控制指令。
具体地，通过第一按键电路104的第一按键S1 KEY闭合，第一发光二极管LED1发光。
S12、根据所述红外发射控制指令，计算出红外调制信号频率对应的周期。
在本实施例中，以38KHz调制信号为例，一个周期为26微秒，半个周期为13微秒。
S13、在所述PD0引脚高电平时，所述微控制单元1启动所述周期一半对应的定时器，在所述定时器中断中，翻转所述PD0引脚电平为低电平。
S14、所述红外发送电路103导通，发射红外调制信号。
需要说明的是，在PD0引脚低电平时，第二三极管Q2导通，这个是三极管的属性；第二三极管Q2导通后，第一红外发光电阻IRT1发射红外调制信号。本实施例中，红外发射通过微控制单元1的软件既可以实现，降低了增加电路需要增加的成本。
实施本发明，具有如下有益效果：
通过本发明，利用微控制单元连接控制远红外指示电路、近红外指示电路、红外发送电路以及光电校准电路等，实现了多种红外电路一体化，解决了现有国内外标准不一致，导致红外发送、接收效率低以及红外发射成本高的问题。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电能表光电装置，其特征在于，所述光电装置包括微控制单元(1)、远红外接收电路(101)、近红外接收电路(102)、红外发送电路(103)、第一按键电路(104)、第二按键电路(105)、第三按键电路(106)、远红外指示电路(107)、近红外指示电路(108)、光电校准电路(109)，其中：
所述微控制单元(1)的PD2引脚与所述远红外接收电路(101)连接，所述微控制单元(1)的PD1引脚、PC6引脚分别与近红外接收电路(102)连接；
所述微控制单元(1)的PD0引脚与所述红外发送电路(103)连接；
所述微控制单元(1)的PC5、PC4、PC3引脚分别连接所述第一按键电路(104)、所述第二按键电路(105)、所述第三按键电路(106)；
所述微控制单元(1)的PC1、PC0引脚分别连接所述远红外指示电路(107)和所述近红外指示电路(108)；
所述微控制单元(1)的ADC7引脚连接光电校准电路(109)。
2.如权利要求1所述的电能表光电装置，其特征在于，所述微控制单元(1)的VCC引脚、AVCC引脚和AREF引脚分别连接电压输入端(VCM)；
所述微控制单元(1)的多个GND引脚接地。
3.如权利要求1所述的电能表光电装置，其特征在于，所述远红外接收电路(101)包括第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第一电容(C1)和第一光敏电阻(IRR1),其中：
所述第一电阻(R1)一端连接电压输入端(VCM)，另一端连接第一电容(C1)一端,所述第一电容(C1)另一端接地；
所述第一光敏电阻(IRR1)包括VCC端、GND端和VOUT端，所述VCC端连接第一电容(C1)的一端，所述GND端接地，所述VOUT端连接所述微控制单元(1)的PD2引脚；
所述第二电阻(R2)一端连接电压输入端(VCM)，另一端连接所述VOUT端。
4.如权利要求1所述的电能表光电装置，其特征在于，所述近红外接收电路(102)包括第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第一三极管(Q1)和第二光敏电阻(IRR2),其中：
第二光敏电阻(IRR2)其一端连接电压输入端(VCM)，另一端连接连接第四电阻(R4)一端；
所述第五电阻(R5)一端连接所述第二光敏电阻(IRR2)一端，所述第五电阻(R5)的另一端连接所述微控制单元(1)的PD1引脚；
所述第一三极管(Q1)型号为2SC1623，所述第一三极管(Q1)的集电极连接所述微控制单元(1)的PD1引脚，所述第一三极管(Q1)的发射极连接所述微控制单元(1)的PC6引脚，所述第一三极管(Q1)的基极连接第四电阻(R4)另一端；
所述第三电阻(R3)一端连接所述第一三极管(Q1)的基极，另一端连接所述第一三极管(Q1)的发射极。
5.如权利要求1所述的光电装置，其特征在于，所述红外发送电路(103)包括第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)、第二电容(C2)、第二三极管(Q2)和第一红外发光电阻(IRT1)，其中：
所述第二三极管(Q2)的基极连接第六电阻(R6)和第七电阻(R7)一端，所述第二三极管(Q2)的发射极连接第七电阻(R7)的另一端、电压输入端(VCM)和所述第二电容(C2)的一端，所述第二电容(C2)的另一端接地；
所述第六电阻(R6)另一端连接所述微控制单元(1)的PD0引脚；
所述第二三极管(Q2)的集电极一端连接第一红外发光电阻(IRT1)一端，所述第一红外发光电阻(IRT1)另一端连接相互并联的所述第八电阻(R8)和所述第九电阻(R9)的一端，所述相互并联的所述第八电阻(R8)和所述第九电阻(R9)的另一端接地。
6.如权利要求1所述的光电装置，其特征在于，在所述第一按键电路(104)、所述第二按键电路(105)、所述第三按键电路(106)中任一按键电路均包括一电阻、一电容和一开关，所述一电阻一端连接电压输入端(VCM)，所述一电阻另一端连接所述一电容的一端，所述一电容的另一端接地；所述一开关的两端分别与所述一电容两端并联，所述一电容的一端连接所述微控制单元(1)的PC5、PC4或者PC3引脚。
7.如权利要求1所述的光电装置，其特征在于，在远红外指示电路(107)、近红外指示电路(108)、光电校准电路(109)任一电路均包括两个电阻和一个发光二极管；其中一电阻一端连接电压输入端(VCM)，另一端连接发光二极管一端，另一电阻与所述发光二极管并联，所述发光二极管的另一端连接所述微控制单元(1)的PC1、PC0或者ADC7引脚。
8.一种红外发射控制方法，所述控制方法在如权利要求1至权利要求7所述的光电装置上执行，其特征在于，所述控制方法包括：
S11、接收输入的红外发射控制指令；
S12、根据所述红外发射控制指令，计算出红外调制信号频率对应的周期；
S13、在所述PD0引脚高电平时，所述微控制单元(1)启动所述周期一半对应的定时器，在所述定时器中断中，翻转所述PD0引脚电平为低电平；
S14、所述红外发送电路(103)导通，发射红外调制信号。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤S14具体包括：
在所述PD0引脚低电平时，第二三极管(Q2)导通；
第一红外发光电阻(IRT1)发射所述红外调制信号。
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