一種調整電子儀器顯示值的數字輸入模塊的制作方法
【專利摘要】本發明屬于數字輸入模塊設計領域，涉及一種調整電子儀器顯示值的數字輸入模塊，數字輸入模塊包括依次順接的光電碼盤(1)、光電傳感器組件(2)、處理器(3)和接口電路(4)。本發明光電碼盤(1)產生光脈沖信號，利用光電傳感器組件(2)對光電碼盤(1)產生的光脈沖信號進行轉換，處理器(3)判斷光電碼盤(1)轉動方向和轉速，根據光電碼盤(1)轉動的方向，實現與之配套顯示器指示值加或減操作，該發明硬件接口連接方便，占外電路處理器資源少。
【專利說明】一種調整電子儀器顯示值的數字輸入模塊

【技術領域】
[0001] 本發明屬于數字輸入模塊設計領域，涉及一種調整電子儀器顯示值的數字輸入模 塊。

【背景技術】
[0002] 目前電子儀器數字輸入模塊的數據調整方法主要有以下幾種：
[0003] -種是參考計算機小鍵盤的布局方式，數位轉換用左、右方向鍵調整，數字由鍵盤 直接鍵入；存在輸入面板按鍵多、數位切換不方便，按鍵長期使用易失效的問題。
[0004] 第二種是采用四個方向鍵的輸入方式，左右方向鍵調整要改變的數位，上或下方 向鍵每按一次在當前數位進行加1或減1操作；存在輸入面板按鍵多、、輸入操作效率低的 問題。
[0005] 第三種是利用左右鍵加旋轉編碼器組成，用左右鍵調整數位，編碼器旋鈕順時針 或逆時針轉一步，當前數位數字執行加1或減1操作；存在數位切換不方便、按鍵長期使用 易失效的問題。
[0006] 第四種是使用帶開關的編碼器，按動編碼器轉動軸一次，數位逆時針方向前進一 位，如果當前數位調整符處于顯示器最高位，則自動跳轉到顯示器的最低數位，再按動轉動 軸，數位繼續逆時針改變，執行循環操作，在當前數位上，順時針旋轉編碼器一步，數位數字 加1，反之減1。存在輸入操作效率低的問題。
[0007] 綜上，當前電子儀器輸入模塊的數據調整方法存在輸入面板按鍵多、數位切換不 方便、輸入操作效率低、按鍵易失效的問題，需要改進。


【發明內容】

[0008] 本發明要解決的技術問題是現有電子儀器數字輸入模塊的輸入面板按鍵多、數位 切換不方便的問題。
[0009] 本發明提供一種調整電子儀器顯示值的數字輸入模塊，該數字輸入模塊結構簡 單，使用起來非常方便。
[0010] 本發明數字輸入模塊包括依次順接的光電碼盤、光電傳感器組件、處理器和接口 電路；其中；
[0011] 光電傳感器組件將光電碼盤產生的光脈沖信號轉換成電脈沖信號至處理器； [0012] 處理器根據接收到的電脈沖信號和相位判斷單位時間內光電碼盤的轉動方向和 轉速，產生三種輸出信號：
[0013] 根據光電碼盤的轉動方向產生加減控制信號；
[0014] 單位時間內光電碼盤產生的光脈沖信號個數落入不同的脈沖區間，在不同輸出位 上產生計數脈沖信號；
[0015] 一個計數單位時間內產生有效計數脈沖信號，則產生中斷信號；
[0016] 接口電路根據接收到輸出信號，通過接口電路內部的驅動芯片對連接的儀器顯示 器進行數字調整：
[0017] 當加計數信號突然變成減計數信號或減計數信號突然變成加計數信號，，即光電 碼盤轉動方向改變，此時，模塊內的脈沖計數器清零，開始新方向的脈沖計數；
[0018] 將模塊輸出的計數脈沖信號分配至儀器顯示器各數位上，對特定數位上的數字執 行加1或減1操作；
[0019] 中斷信號中斷儀器顯示器當前操作，接收數字輸入模塊的數字輸入，改變一次儀 器顯示器某數位上的數字指示值。
[0020] 進一步，所述光電碼盤為光電增量脈沖碼盤，光電增量脈沖碼盤輸出A、B兩相正 交光脈沖信號。
[0021] 本發明通過處理器根據光電碼盤產生的光脈沖信號，判斷光電碼盤的轉動方向和 轉速，從而實現儀器顯示器的數字調整，相比于現有技術，本發明的結構大大減少，利用很 少的器件，即可解決現有復雜結構實現的技術問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1為本發明數字輸入模塊的框架圖；
[0023] 圖2本利用發明進行數據調整的流程圖
[0024] 圖3本發明數字輸入模塊的外封裝圖；
[0025] 圖4為本發明數字輸入模塊的內部結構圖；
[0026] 圖5為本發明數字輸入模塊的內部結構圖的側視圖；
[0027] 圖6為本發明數字輸入模塊的光電傳感器組件輸出電脈沖信號的時序圖；
[0028] 圖7為本發明數字輸入模塊的應用舉例示意圖；
[0029] 圖8為本發明數字輸入模塊的主程序框圖；
[0030] 圖9為本發明單片機輸入端口的中斷服務程序框圖；
[0031] 圖10為本發明單片機500ms定時中斷服務程序框圖；
[0032] 圖11為處理本發明數字輸入模塊中斷時應用舉例中斷服務程序框圖；
[0033] 圖12為應用舉例的加法子程序框圖；
[0034] 圖13為應用舉例的減法子程序框圖。
[0035] 1-光電碼盤，2-光電傳感器組件，3-處理器，4-接口電路，5-儀器顯示器，6-模塊 轉軸，7-線路板，8-外殼。

【具體實施方式】
[0036] 一、本發明的結構
[0037] 參考圖1、圖2,一種調整電子儀器顯示值的數字輸入模塊，包括依次順接的光電 碼盤1、光電傳感器組件2、處理器3和接口電路4 ;
[0038] 光電碼盤1產生光脈沖信號；光電傳感器組件2將光電碼盤1產生的光脈沖信號 轉換成符合處理器3需要的電脈沖信號；
[0039] 處理器3根據接收到的電脈沖信號和相位判斷單位時間內光電碼盤的轉動方向 和轉速，產生輸出信號，輸出信號共有三種類型：
[0040] 第一種是加減控制信號，根據光電碼盤1的轉動方向產生不同的加減控制信號： 光電碼盤1順時針轉動時產生加計數信號，光電碼盤1逆時針轉動時產生減計數信號；
[0041] 第二種是計數脈沖信號，光電碼盤1的轉速不同，單位時間內光電碼盤1產生的光 脈沖信號個數落入不同的脈沖區間，產生不同的計數脈沖信號；
[0042] 第三種是中斷信號，一個計數單位時間內產生有效計數脈沖信號則產生中斷信 號；
[0043] 接口電路4根據接收到輸出信號，通過接口電路4內部的驅動芯片對連接的儀器 顯示器5進行數字調整 ：
[0044] 加計數信號對儀器顯示器5特定數位執行加計數，減計數信號對儀器顯示器5特 定數位執行減計數；
[0045] 當加計數信號突然變成減計數信號或減計數信號突然變成加計數信號，說明光電 碼盤1轉動方向改變，此時，模塊內的脈沖計數器清零，開始新方向的脈沖計數；
[0046] 計數脈沖信號對其對應的儀器顯示器5特定數位上的數字執行加1或減1操作；
[0047] 中斷信號中斷儀器顯示器5當前操作，接收數字輸入模塊的數字輸入，改變一次 儀器顯示器5某數位上的數字指示值。
[0048] 進一步，參考圖3、圖4和圖5,光電碼盤1通過光電碼盤1內部的旋鈕旋接于模塊 轉軸6上，模塊轉軸6轉動時，依靠光電碼盤1的通透和遮擋光信號特性產生光脈沖信號；
[0049] 光電碼盤1洽入到一個光電傳感器組件2的縫隙，光電傳感器組件2和處理器3、 接口電路4焊接在一塊線路板7上；
[0050] 接口電路4通過輸出電纜線外接儀器顯示器，實現儀器顯示器5數字的調整；
[0051] 用一外殼8將上述各元器件緊固封裝。
[0052] 圖5中可看出，模塊轉軸6獨立，和光電傳感器組件2無接觸。從而模塊轉軸6轉 動靈活、操作方便，而且磨損小、使用壽命長。
[0053] 二、下面具體闡述數字輸入模塊的數字調整原理。
[0054] 本發明光電碼盤1選用光電增量脈沖碼盤（以下簡稱碼盤），光電增量脈沖碼盤的 分辨率為600P/r (脈沖每轉），光電增量脈沖碼盤輸出A、B兩相正交光脈沖信號（以下簡 稱脈沖）；處理器3為單片機。
[0055] 計數脈沖輸出線的常態信號為高電平脈沖，有效信號為負脈沖，脈沖寬度為 200ms ;中斷申請信號常態為高電平，有中斷時輸出負脈沖，脈沖寬度為10ms。
[0056] 模塊的輸出接口共18根電纜線，1根為數字輸入模塊的電源線，1根為公共地線，1 根為外殼屏蔽線；1為根增/減信號線，1根為中斷信號線，13根為信號線，即計數脈沖輸出 線。
[0057] 結合表1，單片機以500ms為時間單位對光電增量脈沖碼盤輸出的脈沖進行計數， 如果計數過程中光電增量脈沖碼盤轉動方向改變，從改變那一刻起，自動舍棄原來的計數 值，重新開始計數。數字輸入模塊以50個脈沖為間隔步長，當500ms內計數脈沖數（P)不 足10個時，處理器不響應，儀器顯示器無變化；當500ms內順時針旋轉光電增量脈沖碼盤， 計數脈沖數（P)多于10個脈沖時，處理器根據脈沖個數落入的間隔，在相應的信號線輸出 一個脈寬200ms計數負脈沖，同時中斷信號線產生一個10ms負脈沖中斷信號，增/減信號 線輸出高電平，從而儀器顯示器的數值執行加1計數。若500ms內逆時針旋轉光電增量脈 沖碼盤，達到有效脈沖數時，并在相應的信號線產生脈寬200ms的計數負脈沖，中斷信號線 產生一個10ms負脈沖中斷信號，則儀器顯示器的數值執行減1計數。
[0058] 各信號線輸出脈沖與碼盤轉動速度的關系如表1所示。
[0059] 表1各信號線輸出脈沖與光電增量脈沖碼盤轉動速度關系
[0060]

【權利要求】
1. 一種調整電子儀器顯示值的數字輸入模塊，其特征是，模塊包括依次順接的光電碼 盤（1)、光電傳感器組件（2)、處理器（3)和接口電路⑷；其中； 光電傳感器組件（2)將光電碼盤（1)產生的光脈沖信號轉換成電脈沖信號至處理器 ⑶； 處理器根據接收到的電脈沖信號和相位判斷單位時間內光電碼盤（1)的轉動方向和 轉速，產生三種輸出信號： 根據光電碼盤（1)的轉動方向產生加減控制信號； 單位時間內光電碼盤（1)產生的光脈沖信號個數落入不同的脈沖區間，在不同輸出位 上產生計數脈沖信號； 一個計數單位時間內產生有效計數脈沖信號，則產生中斷信號； 接口電路（4)根據接收到輸出信號，通過接口電路（4)內部的驅動芯片對連接的儀器 顯示器（5)進行數字調整： 光電碼盤（1)轉動方向改變，此時，模塊內的脈沖計數器清零，開始新方向的脈沖計 數； 將數字輸入模塊輸出的計數脈沖信號分配至儀器顯示器（5)各數位上，對特定數位上 的數字執行加1或減1操作； 中斷信號中斷儀器顯示器（5)當前操作，接收數字輸入模塊的數字輸入，改變一次儀 器顯示器（5)某數位上的數字指示值。
2. 如權利要求1所述的數字輸入模塊，其特征是，所述光電碼盤（1)為光電增量脈沖碼 盤，光電增量脈沖碼盤輸出A、B兩相正交光脈沖信號。
【文檔編號】G05B19/042GK104090506SQ201410268743
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月11日 優先權日:2014年6月11日
【發明者】孫朝斌, 孫漢明, 沈小青, 葉玲玲, 張建飛, 顧衛紅, 楊洋, 劉佳佳, 郭海生 申請人:中國人民解放軍63680部隊