專利名稱：電子編碼器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種給火災探測器及模塊編碼的一種電子編碼器。
為了分辨火災探測器的位置和其所探測的場所，實際應用當中都要給探測器(或模塊)進行一定范圍內的編碼，這種編碼一般均采用一定位數的撥碼開關或者編碼插針接入電路，通過撥碼開關的斷通、編碼插針的短接與否，并由相應電路去識別完成。這樣一來，不但操作繁鎖，不易實現生產自動化，而且電路還很復雜。撥碼開頭和編碼插針體積都較大，火災探測器也就顯得比較笨重。最重要的是，必須在探測器中扣上還得預留編碼孔，從而破壞了其外殼的整體密封性，不易實現防潮、防塵、防水、防蟲，嚴重影響了探測器的可靠性和壽命。同時，預留編碼孔還給模具設計帶來一定困難。
本發(fā)明的目的，是提供一種不用撥碼開關和編碼插針就能對探測器進行編碼或改寫的裝置。它通過與控制器共用的二總線完成與探測器內部單片機的信息交換，將地址碼、靈敏度、批次號信息寫入到探測器內部數據存儲器內的電子編碼器。
本發(fā)明的目的是這樣來實現的電子編碼器采用了自動開/關機電路，通過電源的輸入信號與開關ON/OFF相連，并接在按鍵CF上，由CF與電解電容C11、三極管T2并聯，T2的基極、集電極分別與三極管T1的集電極、發(fā)射極相連構成復合NPN管，電阻R1的一端接T1的集電極，另一端與T1的基極、電阻R2相連，由R1、R2的分壓提供復合管的基極電流，電阻R2的另一端與三極管T3的發(fā)射極連接，基極通過電阻R3與單片機U1的I/O口RAO連接，U1的RA1口通過電阻R6接于三極管T6的基極，發(fā)射極接地，集電極通過電阻R5連接于由三極管T4、T5組成的PNP復合管的基極上，電阻R4接于復合管的基極和集電極之間控制MAX629開關電源的輸入；開關電源的輸出信號V18，加在PNP型三極管T8的發(fā)射極上，通過發(fā)射極和基極之間連接的電阻R7與接在基極上的電阻R8二者的分壓，R8的另一端接于三極管T9的集電極上，基極通過電阻R9單片機U1的I/O口RCO相連在總線上得到高電平電路與由三極管T10、T11組成的PNP型復合三極管，其基極通過電阻R10接于單片機U1的I/O口RC1上得到低電平電路組成的發(fā)碼電路；收回碼電路由單片機U1的RC3口輸出，通過電阻R11和二極管D1施加到總線BUS1上，在D1、R11之間連接二極管D2、D3和電阻R12并接地，回碼的讀取由U1的I/O口RC2接于二極管D3和電阻R12之間。
本發(fā)明具有如下特點1、無極性二總線制編碼器與控制器共用一組無極性二總線，使編碼器與探測器或模塊之間的聯系簡化，并且由于二者之間不共地，也降低了來自于任何一方的干擾信號，擴大了編碼器的應用場所。
2、可完成地址碼、批次號、靈敏度等信息的讀出和寫入。
編碼可任意改寫，但產品的生產年號、批次號、類型號是一次性寫入的，不可更改。為了提高探測器的適應性和方便的可維護性，使其適用于不同的場所，其靈敏度是可改寫的，但已加上了權限，只有工程技術人員鑒于使用和維護的需要才可對靈敏度進行改寫。
3、低功耗睡眠和自動關機功能本系統(tǒng)在開機狀態(tài)但無操作時，U1處于低功耗睡眠狀態(tài)以節(jié)約電能。自動關機功能是為了避免由于人為原因忘記關機而造成大量的能量損耗。
4、可測試探測器或模塊的性能本系統(tǒng)專門設定了一個自診斷功能，通過自診斷，可對探測器或模塊的現有狀態(tài)進行測試。提高了工程上產品使用的可靠性。
5、電池欠壓指示功能當電池電壓低于某一限度時，系統(tǒng)將給出欠壓信息。此功能用來提醒工程技術人員及時更換電池，避免由于供電原因產生系統(tǒng)不穩(wěn)定，而影響工程上產品使用的可靠性。
6、顯示簡潔直觀，功耗低本系統(tǒng)采用四位段碼式液晶顯示，簡單直觀，功耗低。
7、外型小巧美觀、攜帶方便本系統(tǒng)類似于電視機遙控器，并連接有金屬鏈，可掛在腰間或腕部，便于保護和攜帶。
本發(fā)明將結合附圖實施例進一步描述

圖1為本系統(tǒng)的電路原理圖。
圖2為另一實施例的發(fā)碼電路圖。
圖3為另一實施例的收回碼電路圖。
圖4為另一實施例的自動關機電路圖。
附圖1為電子編碼器電路原理圖，它是由自動開/關機電路、發(fā)碼電路、收碼電路、升壓電路、電子監(jiān)測電路以及鍵盤和顯示電路組成。電子編碼器采用了自動開/關機電路，電源的輸入信號與開關ON/OFF相連，并通過它連接在接鍵CF上，使CF與電解電容C11、三極管T2并聯，實現自動關機后的硬件開機功能，由T2的基極、集電極分別與三極管T1的集電極、發(fā)射極相連構成復合NPN管，電阻R1的一端接于T1的集電極，另一端與T1的基極，電阻R2的分壓提供復合管的基極電流，R2的另一端與T3的發(fā)射極連接，T3的基極通過電阻R3與單片機U1的I/O口RAO相連，作用是提供開/關機信號。單片機U1的RA1口通過電阻R6接在T6的基極上，T6的發(fā)射極接地，集電極又通過電阻R5連接到由T4、T5組成的PNP復合管的基極上，(復合管的組成與T1、T2的方式相同)電阻R4接于復合管的基極和集電極之間，此部分用于控制以MAX629為核心的開關電源的輸入，開關電源外圍是由C7、I1、D4、C8、C9、R14、R13及C10組成的典型電路。發(fā)碼電路分為產生高電平的電路和產生低電平的電路兩部分開關電源的輸出信號V18，加在PNP型三極管T8的發(fā)射極上，連接T8的發(fā)射極和基極之間的電阻R7與連接在基極上的電阻R8二者的分壓，提供了T8導通與否的電平，R8的另一端接于T9的集電極上，其基極又通過電阻R9與單片機U1的I/O口RCO相連，以上器件的作用是在總線上得到高電平；低電平由T10、T11組成一個PNP型的復合三極管，其基極電流由連接在U1的I/O口RC1上的電阻R10提供，收回碼電路中，回碼電平由U1的RC3口給出，通過電阻R11和二極管D1施加到總線BUS1上，起降壓作用的二極管D2、D3、在D1、R11之間引出，再通過電阻R12接地，回碼讀取由U1的I/O口RC2完成，它連接在D3和R12之間。本系統(tǒng)由一節(jié)9V電池供電，選用功耗較低的單片機PIC16C73(MICROCHIP公司生產)做為系統(tǒng)的核心，并選用微功耗MAX629和HT1050作為電壓變換器件，顯示部分采用ICM7211作為驅動芯片來驅動EDS-805-四位段碼式液晶顯示屏，目的都是為了限制電能的損耗。當電源開關ON/OFF打開后在C11上將產生充電電流，這個電流直接加在U6(HT1050)的輸入端上，并經過轉化在輸出端上得到5V(VCC)電壓，單片機U1得電后，先初始化，然后將RAO口置高，通過R3使T3飽和導通，使電流可以流過串聯電阻R1、R2，由T1、T2搭成的復合管的基極連接在R1、R2之間，并由于二者的分壓作用使其導通，電源電壓就可以不必通過C11而通過T2的C、E腳加在U6上，使電源部分自維持穩(wěn)定，這就完成了開機上電功能。U6的輸入端同時也接在電壓測試芯片H1(HT7070)的輸入端，當IN端電壓高于7V時H1的E腳輸出為低電平，當輸入小于7V時，輸出為電源電壓，經過串聯電阻R19、R20的分壓，由U1的RA2接口可以讀取電壓狀態(tài)值，然后顯示。ICM7211與半日片機直接接口，它的27-30腳是數據輸入端，31-34是段選通道，當有數據需要顯示時，U1先選通相應的段選通道，再將數據送到數據輸入端上由U3顯示出來。接首系統(tǒng)將其他I/O口置低，進入睡眠狀態(tài)。若鍵盤有動作，U1的RB口將產生中斷信號，并將鍵值讀取到內部RAM中。判斷鍵值，如果是燒寫鍵，將需要燒寫的十進制數轉化為五位三進制數(兩個窄脈沖表示“0”，一寬一窄表示“1”，兩個寬脈沖表示“2”)，其中寬脈沖的寬度為213.5US，窄脈沖的寬度為30.5US。脈沖寬度由U1的內部定時器得到。單片機U1(PIC16C73A)的RCO口控制R9、T9、R8、T8、R7，構成了產生高電平的電路；RC1口控制R10、T11、T10，構成了產生低電平的電路。發(fā)碼時，先將RA1置高通過控制電路R6、T6、R5、R4以及由T1、T2組成的復合管使升壓電路開始工作，延時一定時間以使C7、C10充電，然后通過RC0、RC1口的高、低變化，分別通過電阻R9、T11的飽和與截止，再由兩個PNP管T7、T10的開關，在總線BUS1上得到所需的碼型。按照通訊協(xié)議將碼型全發(fā)送完后，馬上轉到讀回碼狀態(tài)。讀回碼電路由U1的RC2、RC3口、D1、D2、D3、R11、R12組成，置低RC0、RC1、RA1，將RC3置高，使BUS1上維持5V電壓，U1讀取RC2口的狀態(tài)-判斷中否有回碼并取得脈寬值，如果脈寬正常，此地址就被寫入到探測器內。調整各I/O口的狀態(tài)，進入低功耗睡眠狀態(tài)。睡眠時，計數器依然工作，當計數器的計數值超出預先設定值時，U1自我喚醒，反復執(zhí)行將RAO口置低的指令，此時R3不能給T3的基極提供基極電流而使復合管截止，系統(tǒng)就會由于掉電而停止工作。
附圖2是另一方式的發(fā)碼電路圖，VDD為總線所需電壓，VCC是可以使三極管T2、T3飽和導通的電壓，此發(fā)碼電路也包括產生高電平的電路和產生低電平的電路兩部分R6的CONTROL1端連接在I/O口上或連接在其它驅動電路上，另一端接在光耦03的A腳上，03的K腳接地，C腳接VCC，E腳接三極管T2的基極，R3接于T2的基極與發(fā)射極之間，T2的集電極通過電阻R2連接到PNP三極管T1的基極上，R1的一端接于T1的基極另一端與T1的發(fā)射極連接后接到VDD上，T1的集電極接在BUS1上。以上電路的連接實現了得到高電平的目的。R7的CONTROL2端也連接在I/O口上或連接在其它驅動電路上，另一端接在光耦04的A腳上，04的K腳接地，C腳接VCC，E腳通過電阻R5連接垤NPN三極管T3的基極上，R4的一端接于T3的基極，另一端與T3的發(fā)射極連接后接到BUS2上(即“地”)，T3的集電極也同T1的集電極一樣接在BUS1上。這部分電路可以在總線上得到低電平。03、04的作用是實現光電隔離，根據需要也可不進行隔離，并可用其它控制電路實現。R1、R3、R4的作用是控制T1、T2、T3的基極電流，可去掉不用。
附圖3是另一方案的收回碼電路圖，VDD加在R8的一端，穩(wěn)壓管Z1與電容C5并聯再與R8串聯組成一個穩(wěn)壓電路，在01的C端得到一所需的回碼電壓。01的A腳通過電阻R9接在VCC上，K腳接在三極管T1的集電極上，T1的發(fā)射極接地，基極通過R10接在I/O口(或其他控制電路)上；01的E腳穿過02的A腳、K腳發(fā)碼電路的BUS1相連，02的E腳接地，C腳通過R11接在I/O口(或其他控制電路)。此處01、02可由兩上三極管代替。
附圖4為另一方案的自動關機電路，此電路的工作原理也是利用了電容的充放電原理來實現自動開/關機功能的。IN端接電源開關，電阻R1并聯在三極管T1的發(fā)射極和基極之間，T1的集電極接穩(wěn)壓管的輸入端，基極再通過電阻R2連接到三極管T2的集電極上，電容C1的兩端分別接在T2的集電極和發(fā)射極上，發(fā)射極接地，T2的基極通過電阻R3接到單片機的I/O口上。當IN端加上瞬時電壓時，電流通過R1、R2給C4充電，在充電過程中，T1的基極由于R1、R2的分壓作用而被拉低，T1飽和導通，VCC通過穩(wěn)壓后提供給系統(tǒng)電源，此時立即置高FEED使T2飽和導通，維持T1基極的低電平，C4充電結束，系統(tǒng)也保持在自供電狀態(tài)。當FEED被置低時，T2被截止又向C4充電，直到充電結束，此過程中T1一直導通系統(tǒng)仍然工作，由于C4不再充電，R1、R2上就無電流流過，T1的基極置高，T1被截止，系統(tǒng)由于無法供電而停止工作。T1可由復合管代替，T2可由復合管代替，T2也可由光耦代替。
權利要求
1.電子編碼器，其特征在于，它采用了自動開/關機電路，通過電源的輸入信號與開關ON/OFF相連，并接在按鍵CF上，由CF與電解電容C11、三極管T2并聯，T2的基極、集電極分別與三極管T1的集電極、發(fā)射極相連構成復合NPN管，電阻R1的一端接T1的集電極，另一端與T1的基極、電阻R2相連，由R1、R2的分壓提供復合管的基極電流，電阻R2的另一端與三極管T3的發(fā)射極連接，基極通過電阻R3與單片機U1的I/O口RAO連接，U1的RA1口通過電阻R6接于三極管T6的基極，發(fā)射極接地，集電極通過電阻R5連接于由三極管T4、T5組成的PNP復合管的基極上，電阻R4接于復合管的基極和集電極之間控制MAX629開關電源的輸入；開關電源的輸出信號V18，加在PNP型三極管T8的發(fā)射極上，通過發(fā)射極和基極之間連接的電阻R7與接在基極上的電阻R8二者的分壓，R8的另一端接于三極管T9的集電極上，基極通過電阻R9單片機U1的I/O口RCO相連在總線上得到高電平電路與由三極管T10、T11組成的PNP型復合三極管，其基極通過電阻R10接于單片機U1的I/O口RC1上得到低電平電路組成的發(fā)碼電路；收回碼電路由單片機U1的RC3口輸出，通過電阻R11和二極管D1施加到總線BUS1上，在D1、R11之間連接二極管D2、D3和電阻R12并接地，回碼的讀取由U1的I/O口RC2接于二極管D3和電阻R12之間。
2.按權利要求1所述的電子編碼器，其特征在于，發(fā)碼電路還可設計成另一電路方式由電阻R6的CONTROL1端連接在I/O口上或連接在其它驅動電路上，另一端接在光耦03的A腳上，03的K腳接地，C腳接VCC，E腳接三極管T2的基極，電阻R3接于T2的基極與發(fā)射極之間，T2的集電極通過電阻R2連接到PNP三極管T1的基極上，電阻R1的一端接于T1的基極和發(fā)射極并接到VDD上，T1的集電極接在BUS1上得到高電平，由電阻R7的CONTROL2端也連接在I/O口上或連接在其它驅動電路上，另一端接在光耦04的A腳，K腳接地，C腳接VCC，E腳通過電阻R5連接于NPN三極管T3的基極，R4的一端接于T3的基極，另一端與T3的發(fā)射極連接后接到BUS2上接地，T3的集電極相接BUS1上得到低電平。
3.按權利要求1所述的電子編碼器，其特征在于，收回碼電路可設計成另一電路方式；VDD加在R8的一端，由穩(wěn)壓管Z1與電容C5并聯與R8串聯組成一個穩(wěn)壓電路，在01的C端得到一所需的回碼電壓，01的A腳通過電阻R9接在VCC上，K腳接在三極管T1的集電極，發(fā)射極接地，基極通過電阻R10接I/O口或其他控制電路上，01的E腳穿過02的A腳、K腳與發(fā)碼電路的BUS1相連，02的E腳接地，C腳通過R11接I/O口或其他控制電路。
4.按權利要求1或3所述的電子編碼器，其特征在于，所述的收回碼電路還可由另一電路代替；由IN端接電源開關，電阻R1并聯在三極管T1的發(fā)射極和基極之間，T1的集電極接穩(wěn)壓管的輸入端，基極再通過電阻R2連接到三極管T2的集電極上，發(fā)射極接地，T2的基極通過電阻R3接到單片機的I/O口上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電子編碼器,包括自動開/關電路、發(fā)碼電路、收碼電路、升壓電路、電平監(jiān)測電路以及鍵盤和顯示電路。具有無極性二總線制,低功能睡眠和自動關機功能,可測試探測器或模塊的性能,電池欠壓指示功能,顯示簡潔直觀,使用攜帶方便的特點。
文檔編號H04L17/00GK1297300SQ9912376
公開日2001年5月30日 申請日期1999年11月22日 優(yōu)先權日1999年11月22日
發(fā)明者劉衛(wèi)華, 王印斌, 李向陽, 王建華, 王愛中, 王喜芝 申請人:海灣安全技術股份有限公司