專利名稱：具有顯示功能的智能開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電路開關(guān)，特別是一種本身帶有液晶顯示器的具有顯示功能的智能開關(guān)，使用者通過開關(guān)上顯示的字符和圖象的提示，可以實(shí)現(xiàn)正確操作。
隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的復(fù)雜機(jī)器和儀表被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。使用者對(duì)這些設(shè)備的控制和操作是通過開關(guān)進(jìn)行的，設(shè)備功能的多樣化和復(fù)雜化以及設(shè)備的集成度使得同一開關(guān)在機(jī)器或儀表的不同工作狀態(tài)下有著截然不同的作用。這往往造成操作者使用上的困難和誤操作，以致引起故障及危險(xiǎn)。
為避免上述缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)者盡量使開關(guān)具有可視的提示作用，以達(dá)到引導(dǎo)使用者正確操作的目的。目前已有的解決方案基本上可歸為以下三種1)在機(jī)器或儀表的顯著位置上安裝一個(gè)有很多開關(guān)10的控制面板和一個(gè)具顯示功能的液晶顯示屏11，將開關(guān)10對(duì)設(shè)備的控制作用在顯示屏11上顯示出來，從而達(dá)到對(duì)用戶的提示作用(參照?qǐng)D1)。這種方法是現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的方法，例如很多計(jì)算器的換檔鍵(SHIFT)。按下此鍵后，液晶顯示屏11上出現(xiàn)字符或圖標(biāo)，表示換檔鍵已被按下，此時(shí)，其它鍵的功能發(fā)生了變化，從而實(shí)現(xiàn)了使用少數(shù)開關(guān)可完成多種或特殊功能。
2)開關(guān)10的表面5上寫有提示性文字，其下面的開關(guān)座2中放一發(fā)光裝置3(如發(fā)光管)在開關(guān)上的按鈕1按下后可發(fā)光并照亮開關(guān)10表面的文字，使操作者明白開關(guān)的作用(參照?qǐng)D2)。
3)配有觸摸屏的計(jì)算機(jī)，在屏幕上顯示具有提示作用的萊單和圖標(biāo)，感應(yīng)人手對(duì)屏幕相應(yīng)位置的觸模，采取被觸摸的菜單或圖標(biāo)所代表的動(dòng)作。這種開關(guān)可以看成是完全智能化的高級(jí)開關(guān)。
上述三種方法對(duì)加快用戶掌握設(shè)備使用方法和降低誤操作，確有作用但也存在以下不可避免的缺點(diǎn)第一種方法對(duì)技術(shù)熟練的用戶沒有問題，但如果某些機(jī)器儀表的使用者不固定，比如公用電話或自動(dòng)售貨機(jī)等，則大多數(shù)的不熟練用戶很難將顯示內(nèi)容和控制開關(guān)很快對(duì)應(yīng)起來，初次使用還是有困難，需要一定的學(xué)習(xí)時(shí)間。
第二種方法，其顯示內(nèi)容無法改變，不適用于對(duì)應(yīng)多種功能的開關(guān)。
第三種方法雖然效果好，但目前還無法廣泛推廣應(yīng)用，主要因?yàn)槌杀咎?；在潮濕，粉塵，陽光直射等常見環(huán)境下可靠性不能得到保證。
針對(duì)已有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種帶有內(nèi)置的液晶顯示器及微處理器的開關(guān)，通過開關(guān)本身顯示的字符和圖象提示使用者正確操作。
本發(fā)明的另一目的在于提供外部主電子系統(tǒng)通訊的開關(guān)，使開關(guān)具有智能作用。具體來說，使用本發(fā)明的開關(guān)， 用戶看一看每個(gè)開關(guān)內(nèi)的顯示內(nèi)容，就可以知道此開關(guān)是做什么用的，它現(xiàn)在處在什么狀態(tài)，它和哪一個(gè)開關(guān)一起使用就可以實(shí)現(xiàn)所期望的功能。如果設(shè)備運(yùn)行于某種狀態(tài)下時(shí)，某開關(guān)不應(yīng)被按下(會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞或危險(xiǎn))卻被錯(cuò)誤的按下，開關(guān)內(nèi)的微處理器使其具有智能控制作用先不執(zhí)行該開關(guān)動(dòng)作，報(bào)告主電子系統(tǒng)，請(qǐng)示命令，再根據(jù)指示進(jìn)行下一步合上開關(guān)還是發(fā)出警報(bào)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)措施本發(fā)明的開關(guān)設(shè)有內(nèi)置的微處理器及其驅(qū)動(dòng)的液晶顯示器，顯示內(nèi)容可由上位計(jì)算機(jī)控制，即設(shè)備中的主計(jì)算機(jī)根據(jù)自己的工作狀態(tài)使每一個(gè)開關(guān)分別顯示自己的提示文字或圖形；也可不通過上位機(jī)而顯示微處理器內(nèi)存儲(chǔ)的固定內(nèi)容。
本發(fā)明的智能開關(guān)主要包括硬件和軟件兩部分硬件由內(nèi)置液晶顯示器和微處理器組成。單片機(jī)置于開關(guān)座內(nèi)，它所驅(qū)動(dòng)的液晶顯示屏置于透明材料做成的開關(guān)按鈕內(nèi)。微處理器和設(shè)備主電子系統(tǒng)通過輸入/輸出接口相聯(lián)。主電子系統(tǒng)可尋址任一開關(guān)，并以串行通訊的方式命令開關(guān)內(nèi)顯示相應(yīng)的提示信息于液晶屏上。這樣每一開關(guān)有各自的提示信息且可以由主電子系統(tǒng)根據(jù)自己當(dāng)時(shí)的工作狀態(tài)隨時(shí)改變，提示開關(guān)功能的變化。本產(chǎn)品的引出線比一般開關(guān)的引出線要多，其輸入/輸出接口可分為地址線、通訊線和開關(guān)引線；其中地址線可接在系統(tǒng)地址線上，通訊線和主計(jì)算機(jī)通訊口連接。
軟件駐留在微處理器內(nèi)的只讀存儲(chǔ)器(ROM)中，包括程序和數(shù)據(jù)。程序完成串行通訊協(xié)議的選擇和解釋識(shí)別，接受上位機(jī)的命令并執(zhí)行。數(shù)據(jù)為需顯示的提示信息的文字字模和圖象點(diǎn)陣，可根據(jù)設(shè)備的要求定制。
本發(fā)明的具體組成如下本發(fā)明具有顯示功能的智能開關(guān)的硬件部分，包括一開關(guān)座、一按鈕、一電開關(guān)裝置及開關(guān)引線，所述按鈕設(shè)于開關(guān)座上方，其與所述電開關(guān)裝置連動(dòng)動(dòng)作，電開關(guān)裝置設(shè)置于開關(guān)座內(nèi)，開關(guān)引線由開關(guān)座下部引出，其特征在于其還包括一置于所述開關(guān)座內(nèi)部的控制電路；所述控制電路包括一顯示開關(guān)功能的液晶顯示器及一與其相連接的微處理器；所述電開關(guān)裝置連接在所述微處理器的輸入/輸出接口。
所述微處理器可與一外部的主控裝置電連接。
本發(fā)明的智能開關(guān)與現(xiàn)有的開關(guān)相比具有如下效果本發(fā)明的開關(guān)具有一定的智能控制作用，從而實(shí)現(xiàn)更大限度的使用方便性，以減少誤操作；由于本發(fā)明的開關(guān)中加入液晶顯示器及微處理器，使開關(guān)在動(dòng)作時(shí)能及時(shí)顯示其所處的狀態(tài)或作用，因此可使用戶對(duì)復(fù)雜機(jī)器或儀表的使用變得容易掌握和安全。同時(shí)對(duì)降低設(shè)備的生產(chǎn)和維護(hù)成本有一定作用。
結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的智能開關(guān)詳細(xì)說明如下


圖1、2為現(xiàn)有按鍵開關(guān)的示意圖；圖3為本發(fā)明的立體組合示意圖；圖4為本發(fā)明的控制電路部分的方框圖；圖5、6為本發(fā)明的控制流程圖；圖7為本發(fā)明的實(shí)施例電路圖；圖8為本發(fā)明的一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖3所示，其為本發(fā)明的立體組合示意圖；本發(fā)明的智能開關(guān)的硬件部分，包括一開關(guān)座2、一按鈕1、數(shù)個(gè)開關(guān)引線4及置于開關(guān)座2內(nèi)的一電開關(guān)裝置，所述按鈕1設(shè)于開關(guān)座上方，其與所述電開關(guān)裝置連動(dòng)動(dòng)作，開關(guān)引線4由開關(guān)座2下部引出；
其還包括一置于所述開關(guān)座2內(nèi)部的控制電路。
如圖4所示，其為本發(fā)明的的控制電路部分的方框圖；其中，控制電路包括一顯示開關(guān)功能的液晶顯示器41及一與其相連接的微處理器40；電開關(guān)裝置連接在所述微處理器40的輸入/輸出接口，即通信線及地址線。
微處理器40可與一外部的主控裝置42電連接。種用于液晶顯示控制的單片機(jī)，可直接驅(qū)動(dòng)多達(dá)40X8的點(diǎn)陣液晶顯示器41。片內(nèi)提供了19.2KByte的程序空間(ROM)，以及較為豐富的I/O接口，其能夠完成各種控制和通訊功能。
如圖5、6所示，其為本發(fā)明的控制流程圖；圖5為本發(fā)明的主控制流程圖，首先，系統(tǒng)進(jìn)行上電后的軟件和硬件初始化，即程序51，之后進(jìn)入一個(gè)循環(huán)掃描I/O端口，即程序52，判斷所發(fā)生的事件，即程序53，執(zhí)行處理相應(yīng)事件的子程序，然后復(fù)位各種標(biāo)志，再次掃描I/O端口，進(jìn)行下次循環(huán)。對(duì)于通訊事件，系統(tǒng)提供了串行通訊服務(wù)程序。它所支持的通訊協(xié)議為被廣泛采用的EEPROM串行通訊協(xié)議如Microwire IC，SPI等。對(duì)于其它事件執(zhí)行怎樣的具體操作，可根據(jù)用戶的要求編制程序，以滿足不同的工業(yè)控制需求。
圖6為本發(fā)明的通信服務(wù)子程序流程圖；開始后，進(jìn)入程序61，即從主機(jī)取得控制字，然后進(jìn)入讀/寫判斷程序62，然后，可分別進(jìn)入程序621及622，即向主機(jī)發(fā)送自己情況的數(shù)據(jù)及從主機(jī)取得命令字；從主機(jī)取得命令字后，進(jìn)入執(zhí)行該命令程序63，最后返回。
如圖7所示，其為本發(fā)明的實(shí)施例電路圖；圖中虛線框內(nèi)為開關(guān)內(nèi)部的電路，框外為開關(guān)可連接的外部設(shè)備。本實(shí)施例中，內(nèi)部電路中的微處理器40采用單片機(jī)70，為了具有更明顯的提示作用，開關(guān)按鈕下設(shè)有發(fā)光器件，發(fā)光器件連接在驅(qū)動(dòng)電路中。本實(shí)施例中，所述發(fā)光器件為發(fā)光二極管72，發(fā)光二極管72連接在驅(qū)動(dòng)電路中。發(fā)光二極管72采用紅綠兩色的發(fā)光二極管作為液晶顯示屏31的背景光或開狀態(tài)指示燈，也可驅(qū)動(dòng)一蜂鳴器73發(fā)出音樂聲或警報(bào)聲，從聽覺上加強(qiáng)視覺提示。單片機(jī)70剩余的輸入輸出接口I/O端可由程序控制連接到用戶指定的外部設(shè)備如數(shù)字邏輯裝置，多輸入輸出的復(fù)雜組合開關(guān)，并行地址總線/數(shù)據(jù)總線等，以達(dá)到各種工業(yè)控制作用。
本電路圖中的開關(guān)75為連接在微處理器的輸入輸出接口的開關(guān)；開關(guān)74為本實(shí)施例的電開關(guān)裝置，其與開關(guān)75連動(dòng)，它可以是一簡單的單刀開關(guān)，也可為其它各種形式的復(fù)雜開關(guān)如點(diǎn)觸式開關(guān)，有鎖開關(guān)，連動(dòng)式開關(guān)，多檔滑動(dòng)開關(guān)等，如采用復(fù)雜開關(guān)時(shí)，需要多個(gè)I/O端口與其相連接，構(gòu)成多種邏輯狀態(tài)，對(duì)應(yīng)多種開關(guān)狀態(tài)。
圖8為本發(fā)明的一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。其中，本發(fā)明的智能開開關(guān)按鈕1頂部設(shè)有一透明蓋81，所述液晶顯示器41的顯示屏11設(shè)置在透明蓋81下，液晶顯示器41的驅(qū)動(dòng)電路及所述微處理器40置于一電路板82上；液晶顯示屏11用螺栓固定在透明蓋81下部的盒內(nèi)，并通過軟導(dǎo)線83連接于開關(guān)的固定部分，金屬彈簧片84和固定的電觸點(diǎn)85分別電連接于兩個(gè)開關(guān)引線4，當(dāng)開關(guān)的活動(dòng)部分被按下時(shí)，金屬彈簧片84被壓下并接觸固定的電觸點(diǎn)85，這樣開關(guān)就被導(dǎo)通了。解除對(duì)開關(guān)活動(dòng)部分的壓力則簧片彈起，開關(guān)斷開，本實(shí)施例中發(fā)光二極管72置于電路板82的上面。
開關(guān)內(nèi)微處理器40和上位機(jī)42交換信息和起控制作用，印刷電路板82上的外圍元件對(duì)應(yīng)于電路圖中的電阻電容等。
此示意圖是本發(fā)明最簡單的實(shí)施例，實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中，可根據(jù)用戶需要，在電路和機(jī)械結(jié)構(gòu)上做各種變形。
本發(fā)明的智能開關(guān)可適用于軍事設(shè)備，民用精密儀器，功能復(fù)雜的工業(yè)控制裝置上，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
權(quán)利要求
1.一種具有顯示功能的智能開關(guān)，包括一開關(guān)座、一按鈕、一電開關(guān)裝置及開關(guān)引線，所述按鈕設(shè)于開關(guān)座上方，其與所述電開關(guān)裝置連動(dòng)動(dòng)作，電開關(guān)裝置設(shè)置于開關(guān)座內(nèi)，開關(guān)引線由開關(guān)座下部引出，其特征在于其還包括一置于所述開關(guān)座內(nèi)部的控制電路；所述控制電路包括一顯示開關(guān)功能的液晶顯示器及一與其相連接的微處理器；所述電開關(guān)裝置連接在所述微處理器的輸入/輸出接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有顯示功能的智能開關(guān)，其特征在于所述微處理器與一外部的主控裝置電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有顯示功能的智能開關(guān)，其特征在于所述開關(guān)引線包括微處理器的輸入/輸出接口；所述微處理器經(jīng)串行輸入/輸出接口與所述主控裝置連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有顯示功能的智能開關(guān)，其特征在于所述按鈕頂部設(shè)有一透明蓋，所述液晶顯示器的顯示屏設(shè)置在透明蓋下，液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)電路及所述微處理器置于一電路板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有顯示功能的智能開關(guān)，其特征在于所述微處理器為一種帶有液晶顯示器驅(qū)動(dòng)電路的微處理器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有顯示功能的智能開關(guān)，其特征在于所述電路板上還設(shè)有受所述微處理器控制的驅(qū)動(dòng)電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有顯示功能的智能開關(guān)，其特征在于所述透明蓋下設(shè)有發(fā)光器件，發(fā)光器件連接在所述驅(qū)動(dòng)電路中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有顯示功能的智能開關(guān)，其特征在于所述透明蓋下設(shè)有發(fā)光二極管，發(fā)光二極管連接在所述驅(qū)動(dòng)電路中。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有顯示功能的智能開關(guān)，其特征在于所述開關(guān)座中還設(shè)有連接在所述驅(qū)動(dòng)電路中的蜂鳴器。
全文摘要
一種具有顯示功能的智能開關(guān)，主要包括一開關(guān)座、一按鈕、一與所述按鈕連動(dòng)動(dòng)作的電開關(guān)裝置；所述按鈕設(shè)于開關(guān)座上方；其還包括一置于開關(guān)座內(nèi)部的控制電路；控制電路包括一顯示開關(guān)功能的液晶顯示器及一與其相連接的微處理器；電開關(guān)裝置連接在所述微處理器的輸入/輸出端口。所述微處理器還可與一主控裝置電連接。所述微處理器經(jīng)輸入/輸出接口與所述主控裝置連接。所述按鈕頂部設(shè)有一透明蓋，液晶顯示屏設(shè)置在透明蓋下。
文檔編號(hào)H03K17/00GK1154012SQ96100329
公開日1997年7月9日 申請(qǐng)日期1996年1月5日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月5日
發(fā)明者屈家偉 申請(qǐng)人:比特聯(lián)創(chuàng)(北京)