本發(fā)明涉及電子器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光電感應(yīng)旋鈕的控制方法及電路。

背景技術(shù)：

調(diào)節(jié)旋鈕被廣泛應(yīng)用在各類電子產(chǎn)品中，如車載音響的音量旋鈕，收音的選臺(tái)旋鈕，空調(diào)的風(fēng)量/溫度調(diào)節(jié)旋鈕等。

傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)旋鈕裝置通常采用與可變電位器或編碼器等類似的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能。參看圖1，是現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置的一種安裝結(jié)構(gòu)示意圖。具體地，旋鈕11與可變電位器(或編碼器)12組合固定在面板13上，并且，可變電位器(或編碼器)12通過(guò)安裝在PCB(印刷電路板)14上實(shí)現(xiàn)其控制功能，通過(guò)PCB14上的連接器15獲得電源等信號(hào)。其中，圖2示意出了傳統(tǒng)的可變電位器(或編碼器)12的一種結(jié)構(gòu)剖視圖，其主要包括軸心21、軸套22和撥盤23三個(gè)組成部分。

可變電位器(或編碼器)12是屬于有觸點(diǎn)的電子元件，其基本工作原理是：根據(jù)觸點(diǎn)與被觸點(diǎn)不同位置的接觸狀態(tài)(接觸或不接觸)，來(lái)實(shí)現(xiàn)功能變化。由于接觸點(diǎn)在旋鈕11的轉(zhuǎn)動(dòng)磨擦?xí)r容易磨損，據(jù)統(tǒng)計(jì)，一般編碼器的觸點(diǎn)壽命約為2萬(wàn)次，電位器的碳膜觸點(diǎn)壽命約為1.5萬(wàn)次，因而存在易磨損、壽命短的缺陷。并且，從附圖1和圖2中亦可以看出，傳統(tǒng)的可變電位器(或編碼器)12還存在體積大、安裝結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺陷。由于傳統(tǒng)的旋鈕11通常需要直接安裝在可變電位器(或編碼器)12上，為了保證用戶在通過(guò)旋鈕11旋轉(zhuǎn)可變電位器(或編碼器)12時(shí)不會(huì)因受力過(guò)大而損壞，可變電位器(或編碼器)12必須占用一定的物理空間，否則其因受力易損壞。可見(jiàn)，傳統(tǒng)的可變電位器(或編碼器)12因其器件占用體積過(guò)大而限制了其整體結(jié)構(gòu)裝置的設(shè)計(jì)以及難以滿足日益需要的PCB小型化要求。

此外，可變電位器(或編碼器)12由于需要安裝在PCB14上進(jìn)行固定并連接電子線路，再安裝上旋鈕11進(jìn)行配套使用，這樣的固定的有線連接易于受到外力等影響而出現(xiàn)連接中斷等問(wèn)題，必然會(huì)影響調(diào)節(jié)旋鈕的整體性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種光電感應(yīng)旋鈕的控制技術(shù)方案，通過(guò)采集不同的光信號(hào)而輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，提高旋鈕使用壽命和降低裝置占用空間，實(shí)現(xiàn)旋鈕的無(wú)線連接的功能控制和滿足PCB小型化要求，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單有效，實(shí)用性高，且成本低廉。

為解決以上技術(shù)問(wèn)題，一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種光電感應(yīng)旋鈕的控制方法，包括：

接收旋鈕旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的至少兩組光信號(hào)；

對(duì)所述的兩組光信號(hào)分別進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，形成相應(yīng)的第一脈沖電信號(hào)和第二脈沖電信號(hào)；

分別檢測(cè)所述第一脈沖電信號(hào)和所述第二脈沖電信號(hào)的相位；

根據(jù)所述第一脈沖電信號(hào)和所述第二脈沖電信號(hào)的相位，判斷旋鈕的旋轉(zhuǎn)方向；

根據(jù)旋鈕的旋轉(zhuǎn)方向以及所述第一脈沖電信號(hào)和所述第二脈沖電信號(hào)的相位，對(duì)所述第一脈沖電信號(hào)和所述第二脈沖電信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，根據(jù)計(jì)算獲得的脈沖數(shù)量設(shè)置相應(yīng)的控制信號(hào)。

在一種可實(shí)現(xiàn)的方式中，所述根據(jù)所述第一脈沖電信號(hào)和所述第二脈沖電信號(hào)的相位，判斷旋鈕的旋轉(zhuǎn)方向，包括：當(dāng)所述第一脈沖電信號(hào)的相位先于所述第二脈沖電信號(hào)的相位發(fā)生變化時(shí)，判定旋鈕當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針旋轉(zhuǎn)；當(dāng)所述第二脈沖電信號(hào)的相位先于所述第一脈沖電信號(hào)的相位發(fā)生變化時(shí)，判定旋鈕當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針旋轉(zhuǎn)。

在又一種可實(shí)現(xiàn)的方式中，所述根據(jù)所述第一脈沖電信號(hào)和所述第二脈沖電信號(hào)的相位，判斷旋鈕的旋轉(zhuǎn)方向，包括：當(dāng)所述第一脈沖電信號(hào)的相位不變，且所述第二脈沖電信號(hào)的相位變化延后時(shí)，判定旋鈕當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針旋轉(zhuǎn)；當(dāng)所述第一脈沖電信號(hào)的相位不變，且所述第二脈沖電信號(hào)的相位變化提前時(shí)，判定旋鈕當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步地，所述分別檢測(cè)所述第一脈沖電信號(hào)和所述第二脈沖電信號(hào)的相位，包括：采用定周期掃描模式對(duì)所述第一脈沖電信號(hào)和所述第二脈沖電信號(hào)的相位進(jìn)行周期性檢測(cè)。

進(jìn)一步地，所述分別檢測(cè)所述第一脈沖電信號(hào)和所述第二脈沖電信號(hào)的相位，包括：采用外部中斷模式對(duì)所述第一脈沖電信號(hào)和所述第二脈沖電信號(hào)的相位進(jìn)行檢測(cè)。

另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種光電感應(yīng)旋鈕的控制電路，包括：

第一光信號(hào)產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生第一光信號(hào)；

第二光信號(hào)產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生第二光信號(hào)；

第一光電轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述第一光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一脈沖電信號(hào)；

第二光電轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述第二光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二脈沖電信號(hào)；

相位檢測(cè)單元，用于分別檢測(cè)所述第一脈沖電信號(hào)和所述第二脈沖電信號(hào)的相位；

旋轉(zhuǎn)方向檢測(cè)單元，用于根據(jù)所述第一脈沖電信號(hào)和所述第二脈沖電信號(hào)的相位，判斷旋鈕的旋轉(zhuǎn)方向；

狀態(tài)執(zhí)行單元，用于根據(jù)旋鈕的旋轉(zhuǎn)方向以及所述第一脈沖電信號(hào)和所述第二脈沖電信號(hào)的相位，對(duì)所述第一脈沖電信號(hào)和所述第二脈沖電信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，根據(jù)計(jì)算獲得的脈沖數(shù)量設(shè)置相應(yīng)的控制信號(hào)。

在一種可實(shí)現(xiàn)的方式中，所述旋轉(zhuǎn)方向檢測(cè)單元，包括：

正向檢測(cè)子單元，用于當(dāng)所述第一脈沖電信號(hào)的相位先于所述第二脈沖電信號(hào)的相位發(fā)生變化時(shí)，判定旋鈕當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針旋轉(zhuǎn)；

反向檢測(cè)子單元，用于當(dāng)所述第二脈沖電信號(hào)的相位先于所述第一脈沖電信號(hào)的相位發(fā)生變化時(shí)，判定旋鈕當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針旋轉(zhuǎn)。

在又一種可實(shí)現(xiàn)的方式中，所述旋轉(zhuǎn)方向檢測(cè)單元，包括：

正向檢測(cè)子單元，用于當(dāng)所述第一脈沖電信號(hào)的相位不變，且所述第二脈沖電信號(hào)的相位變化延后時(shí)，判定旋鈕當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針旋轉(zhuǎn)；

反向檢測(cè)子單元，用于當(dāng)所述第一脈沖電信號(hào)的相位不變，且所述第二脈沖電信號(hào)的相位變化提前時(shí)，判定旋鈕當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步地，所述相位檢測(cè)單元，包括：周期檢測(cè)子單元，用于采用定周期掃描模式對(duì)所述第一脈沖電信號(hào)和所述第二脈沖電信號(hào)的相位進(jìn)行周期性檢測(cè)。

進(jìn)一步地，所述相位檢測(cè)單元，包括：中斷檢測(cè)子單元，用于采用外部中斷模式對(duì)所述第一脈沖電信號(hào)和所述第二脈沖電信號(hào)的相位進(jìn)行檢測(cè)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的光電感應(yīng)旋鈕的控制技術(shù)方案，通過(guò)采集在旋鈕中產(chǎn)生的至少兩組光信號(hào)，并對(duì)兩組光信號(hào)分別進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，在旋鈕旋轉(zhuǎn)時(shí)可以獲得相位周期變化的兩種脈沖電信號(hào)，則可以根據(jù)兩種脈沖電信號(hào)的相位變化判斷出當(dāng)前旋鈕的旋轉(zhuǎn)方向，并進(jìn)一步計(jì)算獲得有效的脈沖數(shù)量，從而可根據(jù)脈沖數(shù)量的變化設(shè)置出不同的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)的功能模塊(如音量控制模塊，收音選臺(tái)模塊，空調(diào)控制模塊，顯示模塊等)進(jìn)行功能狀態(tài)的控制與切換。由于本發(fā)明提供的旋鈕通過(guò)光電感應(yīng)的無(wú)線連接方式獲得用戶的觸發(fā)信號(hào)，因而旋鈕的使用壽命獲得大大提高，同時(shí)避免了固定的有線連接的易受環(huán)境影響的缺陷；并且由于光電采集裝置的結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)的可變電位器和觸發(fā)器更為簡(jiǎn)單、占用體積小，因而本發(fā)明提供的旋鈕的制造成本更低，其占用空間也得到有效降低，并可滿足日益趨向的PCB小型化設(shè)計(jì)要求，實(shí)用性高。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置的一種安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是傳統(tǒng)的可變電位器或編碼器的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明提供的光電感應(yīng)旋鈕的控制方法的一個(gè)實(shí)施例的步驟流程圖。

圖4是本發(fā)明提供的光電感應(yīng)旋鈕的控制電路的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明提供的光電感應(yīng)旋鈕的控制電路的一種具體實(shí)現(xiàn)方式的電路原理圖。

圖6是本發(fā)明提供的光電感應(yīng)旋鈕及其控制電路的安裝示意圖。

圖7是本發(fā)明提供的光電感應(yīng)旋鈕的一種實(shí)現(xiàn)方式的爆炸結(jié)構(gòu)圖。

圖8是本發(fā)明提供的黑白反光圈的正面的一種實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9(a)是本發(fā)明提供的旋鈕順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)兩種脈沖電信號(hào)的相位變化示意圖；圖9(b)是本發(fā)明提供的旋鈕逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)兩種脈沖電信號(hào)的相位變化示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用于將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作進(jìn)行區(qū)分，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。

參見(jiàn)圖3，是本發(fā)明提供的光電感應(yīng)旋鈕的控制方法的一個(gè)實(shí)施例的步驟流程圖。

在本實(shí)施例中，所述的光電感應(yīng)旋鈕的控制方法主要包括以下步驟S31～S35：

步驟S31：接收旋鈕旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的至少兩組光信號(hào)；

具體實(shí)施時(shí)，兩組光信號(hào)可以為：由旋鈕上的黑、白光圈分別反射回來(lái)的兩種不同狀態(tài)的光信號(hào)。當(dāng)旋鈕旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的光信號(hào)照射在反光圈的白色區(qū)域(白光圈)時(shí)，該光信號(hào)將會(huì)被反射至光電管中而被接收，并產(chǎn)生輸出信號(hào)(第一脈沖電信號(hào)A)；當(dāng)旋鈕旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的光信號(hào)照射在反光圈的黑色區(qū)域(黑光圈)時(shí)，該光信號(hào)幾乎不能被反射，光電管因未接收到反射光而保持或產(chǎn)生輸出信號(hào)(第二脈沖電信號(hào)B)。

步驟S32：對(duì)所述的兩組光信號(hào)分別進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，形成相應(yīng)的第一脈沖電信號(hào)A和第二脈沖電信號(hào)B；

步驟S33：分別檢測(cè)所述第一脈沖電信號(hào)A和所述第二脈沖電信號(hào)B的相位；

步驟S34：根據(jù)所述第一脈沖電信號(hào)A和所述第二脈沖電信號(hào)B的相位，判斷旋鈕的旋轉(zhuǎn)方向；

步驟S35：根據(jù)旋鈕的旋轉(zhuǎn)方向以及所述第一脈沖電信號(hào)A和所述第二脈沖電信號(hào)B的相位，對(duì)所述第一脈沖電信號(hào)A和所述第二脈沖電信號(hào)B進(jìn)行計(jì)數(shù)，根據(jù)計(jì)算獲得的脈沖數(shù)量設(shè)置相應(yīng)的控制信號(hào)。

與圖3實(shí)施例相對(duì)應(yīng)，本發(fā)明還提供了一種光電感應(yīng)旋鈕的控制電路。

參看圖4，是本發(fā)明提供的光電感應(yīng)旋鈕的控制電路的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體地，所述光電感應(yīng)旋鈕的控制電路包括：

第一光信號(hào)產(chǎn)生模塊41，用于產(chǎn)生第一光信號(hào)A’；

第二光信號(hào)產(chǎn)生模塊42，用于產(chǎn)生第二光信號(hào)B’；

第一光電轉(zhuǎn)換模塊43，用于將所述第一光信號(hào)A’轉(zhuǎn)換為第一脈沖電信號(hào)A；

第二光電轉(zhuǎn)換模塊44，用于將所述第二光信號(hào)B’轉(zhuǎn)換為第二脈沖電信號(hào)B；

相位檢測(cè)單元45，用于分別檢測(cè)所述第一脈沖電信號(hào)A和所述第二脈沖電信號(hào)B的相位；

旋轉(zhuǎn)方向檢測(cè)單元46，用于根據(jù)所述第一脈沖電信號(hào)A和所述第二脈沖電信號(hào)B的相位，判斷旋鈕的旋轉(zhuǎn)方向；

狀態(tài)執(zhí)行單元47，用于根據(jù)旋鈕的旋轉(zhuǎn)方向以及所述第一脈沖電信號(hào)A和所述第二脈沖電信號(hào)B的相位，對(duì)所述第一脈沖電信號(hào)A和所述第二脈沖電信號(hào)B進(jìn)行計(jì)數(shù)，根據(jù)計(jì)算獲得的脈沖數(shù)量設(shè)置相應(yīng)的控制信號(hào)。

在具體實(shí)施過(guò)程中，如圖4所示，相位檢測(cè)單元45、旋轉(zhuǎn)方向檢測(cè)單元46和狀態(tài)執(zhí)行單元47可以集成在同一處理單元上進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，而該處理單元與兩個(gè)光信號(hào)產(chǎn)生模塊以及兩個(gè)光電轉(zhuǎn)換模塊共同集成在PCB板上，提高電子器件和線路的集成度，降低器件占用空間。

參看圖5，是本發(fā)明提供的光電感應(yīng)旋鈕的控制電路的一種具體實(shí)現(xiàn)方式的電路原理圖。

其中，電阻R1和電阻R5分別為第一光電管LED1和第二光電管LED2接入電源，電阻R2和電阻R6分別是第一光電管LED1和第二光電管LED2的輸出端上拉電阻，電阻R3和電阻R4為第一晶體管Q1提供偏置電壓，同理，電阻R7和電阻R8為第二晶體管Q2提供偏置電壓。在本實(shí)施例中，第一光電管LED1和第二光電管LED2作為光敏器件，用于將接收到的旋鈕旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為脈沖電信號(hào)。優(yōu)選地，第一光電管LED1和第二光電管LED2均安裝在旋鈕上黑白反光圈的對(duì)立面(正面)位置，以便接收由黑白反光圈反射回來(lái)的反射光。

參看圖6，是本發(fā)明提供的光電感應(yīng)旋鈕及其控制電路的安裝示意圖。參看圖7，是本發(fā)明提供的光電感應(yīng)旋鈕的一種實(shí)現(xiàn)方式的爆炸結(jié)構(gòu)圖；參看圖8，是本發(fā)明提供的黑白反光圈的正面的一種實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖6所示，第一光電管LED1和第二光電管LED2分別安裝在PCB板609上，而PCB板609與黑白反光圈606鑲嵌在面板607上，黑白反光圈606的正面與PCB板609上安裝的第一光電管LED1和第二光電管LED2正向相對(duì)(對(duì)立)。如圖8所示，本實(shí)施例提供的黑白反光圈606的正面優(yōu)選采用黑白相間的反光圈，第一光電管LED1和第二光電管LED2在PCB板609上的安裝位置正對(duì)黑白反光圈606的任一軸心(圓直徑)的同一側(cè)，包括但不限于上下兩側(cè)或左右兩側(cè)，并對(duì)應(yīng)在白色區(qū)域和黑色區(qū)域的邊緣。優(yōu)選地，在黑白反光圈606的正面的垂直方向上的軸心l的同一側(cè)(如圖8的軸心l的左側(cè))分別設(shè)置光信號(hào)檢測(cè)點(diǎn)，其中，光信號(hào)檢測(cè)點(diǎn)P_A與第一光電管LED1相對(duì)應(yīng)，光信號(hào)檢測(cè)點(diǎn)P_B與第二光電管LED2相對(duì)應(yīng)，則可以分別通過(guò)兩個(gè)光電管LED1和LED2檢測(cè)經(jīng)過(guò)黑白反光圈606反射回來(lái)的光信號(hào)。

具體地，光信號(hào)經(jīng)過(guò)黑白反光圈606的白色和黑色區(qū)域時(shí)，在白色區(qū)域?qū)?huì)反射出光線，但在黑色區(qū)域幾乎不反射光線；因此，兩個(gè)光電管LED1和LED2在黑白反光圈606的白色區(qū)域收到反射光而輸出低電平，在黑白反光圈606的黑色區(qū)域收不到反射光，因而輸出不變保持而輸出高電平。脈沖電信號(hào)經(jīng)過(guò)圖5中的晶體管Q1或Q2分別進(jìn)行整形反相，獲得兩種周期脈沖電信號(hào)；將這兩種周期脈沖電信號(hào)(第一脈沖電信號(hào)A和第二脈沖電信號(hào)B)輸入到處理單元IC1(優(yōu)選采用MCU微控制器)中進(jìn)行邏輯運(yùn)算，以對(duì)不同的功能單元，如音量控制單元、收音選臺(tái)單元、空調(diào)控制單元和顯示屏單元等，輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。具體地，微控制器MCU中集成了圖4中的相位檢測(cè)單元45、旋轉(zhuǎn)方向檢測(cè)單元46和狀態(tài)執(zhí)行單元47，首先對(duì)第一脈沖電信號(hào)A和第二脈沖電信號(hào)B的相位進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)兩者的相位變化確定旋鈕601當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)方向，再基于旋鈕的旋轉(zhuǎn)方向?qū)γ}沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而可以根據(jù)脈沖個(gè)數(shù)輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，作為通信信號(hào)分別傳輸至各種功能單元(音量控制單元、收音選臺(tái)單元、空調(diào)控制單元和顯示屏單元等)，功能單元再作出相應(yīng)的功能狀態(tài)變化，最終實(shí)現(xiàn)控制過(guò)程。

在本實(shí)施例中，如圖6和圖7所示，第一光電管LED1和第二光電管LED2通過(guò)連接器610與PCB板609上集成的其它電路模塊(包括但不限于相位檢測(cè)單元45、旋轉(zhuǎn)方向檢測(cè)單元46和狀態(tài)執(zhí)行單元47)進(jìn)行電氣連接，以接收光信號(hào)和實(shí)現(xiàn)控制邏輯；此外，優(yōu)選采用阻尼彈片602對(duì)旋鈕601進(jìn)行阻尼以及檔位分解；并進(jìn)一步通過(guò)分解齒輪603根據(jù)阻尼彈片602的阻尼狀態(tài)，確定旋鈕601旋轉(zhuǎn)時(shí)的檔位級(jí)數(shù)量，并且該分解齒輪603通過(guò)旋鈕底座604和螺釘605，將旋鈕601和黑白反光圈606固定在面板607的其中一個(gè)表面(如，上表面)上；在用戶轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕601時(shí)，分解齒輪603起導(dǎo)向軸心作用。而PCB板609通過(guò)螺釘608固定在面板607的另一個(gè)表面(如，下表面)上，與旋鈕601和黑白反光圈606正面相對(duì)。

在本實(shí)施例提供的光電感應(yīng)旋鈕的控制技術(shù)方案中，首先需要檢測(cè)出當(dāng)前旋鈕601的旋轉(zhuǎn)方向。

具體地，在圖3實(shí)施例提供的光電感應(yīng)旋鈕的控制方法中，可選地，所述步驟S34具體為：當(dāng)所述第一脈沖電信號(hào)A的相位先于所述第二脈沖電信號(hào)B的相位發(fā)生變化時(shí)，判定旋鈕當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針旋轉(zhuǎn)；當(dāng)所述第二脈沖電信號(hào)B的相位先于所述第一脈沖電信號(hào)A的相位發(fā)生變化時(shí)，判定旋鈕當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針旋轉(zhuǎn)。

參看圖9，其中，圖9(a)是本發(fā)明提供的旋鈕順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)兩種脈沖電信號(hào)的相位變化示意圖；圖9(b)是本發(fā)明提供的旋鈕逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)兩種脈沖電信號(hào)的相位變化示意圖。

如圖9(a)所示，第一脈沖電信號(hào)A的相位先于第二脈沖電信號(hào)B的相位發(fā)生變化(由高電平變化為低電平)，因而可以判定旋鈕601當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?；相?yīng)地，圖9(b)中的第二脈沖電信號(hào)B的相位先于第一脈沖電信號(hào)A的相位發(fā)生變化(由高電平變化為低電平)，因而判定旋鈕601當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?。需要說(shuō)明的是，脈沖電信號(hào)A和B的相位變化亦可以為由低電平變化為高電平。

此外，所述步驟S34還可以采用另一種實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，具體為：當(dāng)所述第一脈沖電信號(hào)A的相位不變，且所述第二脈沖電信號(hào)B的相位變化延后時(shí)，判定旋鈕601當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針旋轉(zhuǎn)；當(dāng)所述第一脈沖電信號(hào)A的相位不變，且所述第二脈沖電信號(hào)B的相位變化提前時(shí)，判定旋鈕601當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針旋轉(zhuǎn)。在本實(shí)施例中，在所述步驟S34中，可以獨(dú)立地采用以上兩種實(shí)現(xiàn)方式的其中一種或兩種組合方式對(duì)旋鈕當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行判斷。

相應(yīng)地，在圖4實(shí)施例提供的光電感應(yīng)旋鈕的控制電路中，所述旋轉(zhuǎn)方向檢測(cè)單元46，包括：

正向檢測(cè)子單元461，用于當(dāng)所述第一脈沖電信號(hào)A的相位先于所述第二脈沖電信號(hào)B的相位發(fā)生變化時(shí)，判定旋鈕601當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針旋轉(zhuǎn)；

反向檢測(cè)子單元462，用于當(dāng)所述第二脈沖電信號(hào)B的相位先于所述第一脈沖電信號(hào)A的相位發(fā)生變化時(shí)，判定旋鈕601當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針旋轉(zhuǎn)。

此外，所述旋轉(zhuǎn)方向檢測(cè)單元46中，正向檢測(cè)子單元461，可單獨(dú)地或進(jìn)一步地用于當(dāng)所述第一脈沖電信號(hào)A的相位不變，且所述第二脈沖電信號(hào)B的相位變化延后時(shí)，判定旋鈕601當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針旋轉(zhuǎn)；反向檢測(cè)子單元462，可單獨(dú)地或進(jìn)一步地用于當(dāng)所述第一脈沖電信號(hào)A的相位不變，且所述第二脈沖電信號(hào)B的相位變化提前時(shí)，判定旋鈕601當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步地，所述步驟S33可以采用定周期掃描模式對(duì)所述第一脈沖電信號(hào)A和所述第二脈沖電信號(hào)B的相位進(jìn)行周期性檢測(cè)，或者，采用外部中斷模式對(duì)所述第一脈沖電信號(hào)A和所述第二脈沖電信號(hào)B的相位進(jìn)行檢測(cè)。

相應(yīng)地，所述相位檢測(cè)單元45，包括：周期檢測(cè)子單元451，用于采用定周期掃描模式對(duì)所述第一脈沖電信號(hào)A和所述第二脈沖電信號(hào)B的相位進(jìn)行周期性檢測(cè)。此外，所述相位檢測(cè)單元45，還可以獨(dú)立或進(jìn)一步包括：中斷檢測(cè)子單元452，用于采用外部中斷模式對(duì)所述第一脈沖電信號(hào)A和所述第二脈沖電信號(hào)B的相位進(jìn)行檢測(cè)。

如圖8所示，根據(jù)黑白反光圈606正面上的兩個(gè)光信號(hào)檢測(cè)點(diǎn)P_A和P_B的所在位置，當(dāng)旋鈕601(面向用戶)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，黑白反光圈606正面面向第一光電管LED1和第二光電管LED2時(shí)實(shí)質(zhì)為逆時(shí)針?lè)较?。因此，?dāng)旋鈕601順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于兩個(gè)光信號(hào)檢測(cè)點(diǎn)P_A和P_B分別處于各自檢測(cè)區(qū)域相對(duì)于軸心l的同一側(cè)(如右側(cè))，光信號(hào)檢測(cè)點(diǎn)P_A首先發(fā)生黑白區(qū)域替換(包括但不限于從白色區(qū)域變換到黑色區(qū)域)，從而第一光電管LED1所產(chǎn)生的第一脈沖電信號(hào)A先于第二光電管LED2所產(chǎn)生的第二脈沖電信號(hào)B發(fā)生相位變化(由高電平轉(zhuǎn)換為低電平)，獲得如圖9(a)所示的電脈沖信號(hào)圖；反之，當(dāng)旋鈕601逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，光信號(hào)檢測(cè)點(diǎn)P_B首先發(fā)生黑白區(qū)域替換(包括但不限于從白色區(qū)域變換到黑色區(qū)域)，因此，第二光電管LED2所產(chǎn)生的第二脈沖電信號(hào)B先于第一光電管LED1所產(chǎn)生的第一脈沖電信號(hào)A發(fā)生相位變化(由高電平轉(zhuǎn)換為低電平)，獲得如圖9(b)所示的電脈沖信號(hào)圖。由此，利用檢測(cè)獲得的第一脈沖電信號(hào)A和第二脈沖電信號(hào)B的相位可以反向推斷出旋鈕601當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)方向。

在本實(shí)施例中，根據(jù)黑白反光圈606的兩個(gè)光信號(hào)檢測(cè)點(diǎn)P_A和P_B的所在位置和第一光電管LED1與第二光電管LED2安裝位置，可知第一脈沖電信號(hào)A和第二脈沖電信號(hào)B分別具有高電平“1”和低電平“0”兩種狀態(tài)，因此，第一脈沖電信號(hào)A和第二脈沖電信號(hào)B共具有四種組合狀態(tài)(00,01,10,11)。但是，本實(shí)施例僅將A、B相位均發(fā)生變化的兩種狀態(tài)作為旋鈕601的有效操作的判斷依據(jù)。

具體地，當(dāng)采用定周期掃描模式對(duì)所述第一脈沖電信號(hào)A和所述第二脈沖電信號(hào)B的相位進(jìn)行周期性檢測(cè)時(shí)，對(duì)應(yīng)圖7和圖8，可以獲得如下表1所示的相位組合狀態(tài)。

表1第一脈沖電信號(hào)A和第二脈沖電信號(hào)B的組合狀態(tài)

具體地，采用固定周期T檢測(cè)第一脈沖電信號(hào)A和第二脈沖電信號(hào)B的電平的高低，通過(guò)兩種信號(hào)的電平的高低變化順序來(lái)判斷旋鈕601的旋轉(zhuǎn)方向。從上文所記載的內(nèi)容可知，第一脈沖電信號(hào)A和第二脈沖電信號(hào)B的相位變化具有一定的先后順序，結(jié)合圖8、圖9和表1，當(dāng)旋鈕601順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一脈沖電信號(hào)A首先經(jīng)過(guò)一段時(shí)間t1從高電平轉(zhuǎn)換為低電平，當(dāng)旋鈕601逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，第二脈沖電信號(hào)B首先經(jīng)過(guò)一段時(shí)間t2從高電平轉(zhuǎn)換為低電平，然而時(shí)間t1和t2在實(shí)際操作中是難以掌控的，因而，在本實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝幻}沖電信號(hào)A和第二脈沖電信號(hào)B的相位均發(fā)生變化才判定用戶對(duì)旋鈕601的旋轉(zhuǎn)為有效的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。具體地，如表1和圖9所示，當(dāng)旋鈕601順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一脈沖電信號(hào)A由狀態(tài)0轉(zhuǎn)換為狀態(tài)1時(shí)，發(fā)生了相位變化，而第二脈沖電信號(hào)B的相位未發(fā)生變化，當(dāng)?shù)竭_(dá)狀態(tài)2時(shí)，第二脈沖電信號(hào)B的相位才發(fā)生變化，此時(shí)第一脈沖電信號(hào)A和第二脈沖電信號(hào)B的相位均由初始狀態(tài)的高電平“1”變化為低電平“0”，因此將旋鈕601的旋轉(zhuǎn)判定為有效的正向操作(順時(shí)針)；當(dāng)旋鈕601繼續(xù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一脈沖電信號(hào)A由狀態(tài)2轉(zhuǎn)換為狀態(tài)3時(shí)，發(fā)生了相位變化，而第二脈沖電信號(hào)B的相位未發(fā)生變化，直到變化為狀態(tài)4(相位與狀態(tài)0相同，周期變化)，第一脈沖電信號(hào)A和第二脈沖電信號(hào)B的相位均由低電平“0”變化為高電平“1”，因此同樣將旋鈕601的旋轉(zhuǎn)判定為有效的正向操作(順時(shí)針)。當(dāng)旋鈕601逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)可以得到相似的變換?？梢?jiàn)，旋鈕601的旋轉(zhuǎn)為有效操作時(shí)，第一脈沖電信號(hào)A和第二脈沖電信號(hào)B同時(shí)為低電平或者同時(shí)為高電平。

在本實(shí)施例中，“周期T”是微控制器MCU的檢測(cè)時(shí)間，當(dāng)這個(gè)周期T應(yīng)當(dāng)足夠小且滿足系統(tǒng)響應(yīng)速度，以檢測(cè)出較快的脈沖(第一脈沖電信號(hào)A和第二脈沖電信號(hào)B)變化，可適應(yīng)較快的旋鈕旋轉(zhuǎn)操作。在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合中，過(guò)快或過(guò)慢的檢測(cè)周期T均會(huì)產(chǎn)生一定的缺陷，例如，當(dāng)檢測(cè)周期T較大而旋鈕旋轉(zhuǎn)速度較快時(shí)將有可能丟失一些有效數(shù)據(jù)；當(dāng)檢測(cè)周期T較小時(shí)有可能產(chǎn)生誤檢測(cè)。在本實(shí)施例中周期T優(yōu)選為4毫秒。

此外，本實(shí)施例還可以采用外部中斷檢測(cè)模式對(duì)脈沖電信號(hào)的相位進(jìn)行檢測(cè)。具體地，通過(guò)圖5實(shí)施例中的MCU微控制器的內(nèi)置模塊，采用外部中斷同時(shí)對(duì)第一脈沖電信號(hào)A的上升沿和下降沿進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)MCU的通用I/O(輸入/輸出)口檢測(cè)判斷第二脈沖電信號(hào)B電平的高低，從而根據(jù)第一脈沖電信號(hào)A和第二脈沖電信號(hào)B的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行計(jì)數(shù)，如表2所示。

表2外部中斷檢測(cè)模式下的旋鈕旋轉(zhuǎn)檢測(cè)對(duì)應(yīng)表

在本實(shí)施例中，默認(rèn)計(jì)數(shù)器輸出的計(jì)數(shù)值以順時(shí)針為正(向上計(jì)數(shù))，逆時(shí)針為負(fù)(向下計(jì)數(shù))，將計(jì)算獲得的計(jì)數(shù)值對(duì)應(yīng)于表1中的各種狀態(tài)(時(shí)間順序)，從而判斷出旋鈕601的旋轉(zhuǎn)方向和操作有效性。

當(dāng)采用定周期掃描模式對(duì)所述第一脈沖電信號(hào)A和所述第二脈沖電信號(hào)B的相位進(jìn)行周期性檢測(cè)時(shí)，其相對(duì)于外部中斷模式占用更多的處理器資源，邏輯判斷較為復(fù)雜，且可識(shí)別的頻率較低，但其不占用MCU的中斷資源；而外部中斷模式因占用了一定的中斷資源，可以在上升沿和下降沿同時(shí)觸發(fā)外部中斷，邏輯判斷相對(duì)簡(jiǎn)單，占用處理器其他資源較少，可識(shí)別的頻率較高。用戶可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合的需要選擇相應(yīng)的檢測(cè)方式。

進(jìn)一步地，當(dāng)檢測(cè)獲得有效的旋轉(zhuǎn)操作時(shí)，可通過(guò)計(jì)數(shù)器對(duì)有效的脈沖個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)脈沖個(gè)數(shù)輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，以控制相應(yīng)的功能單元輸出相應(yīng)的功能狀態(tài)變化，最終實(shí)現(xiàn)控制過(guò)程。

本發(fā)明實(shí)施例提供的光電感應(yīng)旋鈕的控制技術(shù)方案，通過(guò)采集在旋鈕中產(chǎn)生的至少兩組光信號(hào)，并對(duì)兩組光信號(hào)分別進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，在旋鈕旋轉(zhuǎn)時(shí)可以獲得相位周期變化的兩種脈沖電信號(hào)，則可以根據(jù)兩種脈沖電信號(hào)的相位變化判斷出當(dāng)前旋鈕的旋轉(zhuǎn)方向，并進(jìn)一步計(jì)算獲得有效的脈沖數(shù)量，從而可根據(jù)脈沖數(shù)量的變化設(shè)置出不同的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)的功能模塊(如音量控制模塊，收音選臺(tái)模塊，空調(diào)控制模塊，顯示模塊等)進(jìn)行功能狀態(tài)的控制與切換。由于本發(fā)明提供的旋鈕通過(guò)光電感應(yīng)的無(wú)線連接方式獲得用戶的觸發(fā)信號(hào)，因而旋鈕的使用壽命獲得大大提高，同時(shí)避免了固定的有線連接的易受環(huán)境影響的缺陷；并且由于光電采集裝置的結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)的可變電位器和觸發(fā)器更為簡(jiǎn)單、占用體積小，因而本發(fā)明提供的旋鈕的制造成本更低，其占用空間也得到有效降低，并可滿足日益趨向的PCB小型化設(shè)計(jì)要求，實(shí)用性高。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。