專利名稱：一種遙控?zé)艟呖刂葡到y(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制系統(tǒng)和方法，更具體地說，涉及一種遙控?zé)艟呖刂葡到y(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
目前，在實(shí)際生產(chǎn)生活中所使用的照明燈具通常需要根據(jù)照明需要對照明方位或 者照明范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)，比如通過將燈具進(jìn)行左右轉(zhuǎn)動(dòng)或上下移動(dòng)來滿足照明要求。然而，對 現(xiàn)有燈具照明方位以及燈具轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行控制的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路一般都是采用集成ic來實(shí)現(xiàn)。 這種電路的成本高，并且一般一個(gè)驅(qū)動(dòng)IC只能驅(qū)動(dòng)一個(gè)步進(jìn)電機(jī)，如要控制多個(gè)電機(jī)就要 多個(gè)驅(qū)動(dòng)IC，所以成本較高。此外，對現(xiàn)有燈具中電機(jī)的控制都沒有遙控功能，這使得對燈 具的轉(zhuǎn)動(dòng)、移動(dòng)控制操作很不方便，精確度也不夠高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)對燈具中多個(gè)步進(jìn)電機(jī)采用多個(gè)IC 進(jìn)行控制而導(dǎo)致的高成本問題，提供一種采用單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)對燈具中多個(gè)電機(jī)進(jìn)行外部 無線控制的遙控?zé)艟呖刂葡到y(tǒng)。 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種遙控?zé)艟呖刂葡到y(tǒng)，所述 系統(tǒng)包括電源模塊、單片機(jī)以及與所述單片機(jī)通信連接的電機(jī)控制模塊，所述單片機(jī)用于 根據(jù)接收到的外部控制信號(hào)觸發(fā)內(nèi)部處理程序通過所述電機(jī)控制模塊實(shí)現(xiàn)對燈具中電機(jī) 組的控制。 本發(fā)明所述的控制系統(tǒng)還包括與單片機(jī)相連的用于接收外部紅外控制信號(hào)的紅
外接收模塊，其中，所述紅外接收模塊通過紅外接收頭與所述單片機(jī)通信連接。 在本發(fā)明所述的控制系統(tǒng)中，所述紅外接收模塊包括紅外接收頭以及電源濾波電
容，所述紅外接收頭的數(shù)據(jù)輸出端與單片機(jī)的外部中斷引腳相連。 本發(fā)明所述的控制系統(tǒng)還包括與所述單片機(jī)通信連接的用于對所述電機(jī)組進(jìn)行 無線控制的無線通訊模塊，其中，所述無線通訊模塊通過單片機(jī)的UART接口與單片機(jī)通信 連接。 在本發(fā)明所述的控制系統(tǒng)中，所述單片機(jī)還包括用于對該單片機(jī)進(jìn)行在線編程、 程序下載以及仿真功能的JTAG標(biāo)準(zhǔn)接口 。 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種遙控?zé)艟呖刂品椒?，其?br> 征在于，所述方法包括以下步驟 對外部控制信號(hào)進(jìn)行檢測； 將檢測到的外部控制信號(hào)傳送給單片機(jī)； 觸發(fā)單片機(jī)內(nèi)部處理流程產(chǎn)生控制信號(hào)控制燈具中的步進(jìn)電機(jī)組。 在本發(fā)明所述的控制方法中，所述對步進(jìn)電機(jī)組進(jìn)行控制的控制信號(hào)進(jìn)一步包括
時(shí)序信號(hào)以及使能信號(hào)。 在本發(fā)明所述的控制方法中，所述內(nèi)部處理流程進(jìn)一步包括紅外處理流程以及無線通訊流程。 在本發(fā)明所述的控制方法中，所述紅外處理流程的啟動(dòng)是單片機(jī)根據(jù)所述輸出高 低電平脈沖信號(hào)中的第一個(gè)低電平完成的。 在本發(fā)明所述的控制方法中，所述無線通訊流程的啟動(dòng)是在單片機(jī)接收完一個(gè)字 節(jié)的數(shù)據(jù)時(shí)通過觸發(fā)中斷實(shí)現(xiàn)的。 實(shí)施本發(fā)明的遙控?zé)艟呖刂葡到y(tǒng)，具有以下有益效果 簡單可靠的單片機(jī)編程控制可有效降低成本，并且可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)對多個(gè)步進(jìn)電機(jī) 的驅(qū)動(dòng)控制；此外，本發(fā)明所述的遙控?zé)艟呖刂葡到y(tǒng)可接受外部紅外及無線控制信號(hào)，從而 對燈具實(shí)現(xiàn)紅外和無線控制，避免了傳統(tǒng)燈具手動(dòng)操作的弊端；本發(fā)明采用的電源模塊還 具有防雷擊功能，能保證燈具電機(jī)更加安全的運(yùn)行。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中 圖1是本發(fā)明遙控?zé)艟呖刂葡到y(tǒng)一實(shí)施例的模塊構(gòu)成框圖； 圖2是本發(fā)明遙控?zé)艟呖刂葡到y(tǒng)一實(shí)施例的方框圖； 圖3是圖1所述實(shí)施例中電源模塊的電路原理圖； 圖4是圖1所述實(shí)施例中紅外接收模塊22與單片機(jī)相連的電路原理圖； 圖5是圖1所述實(shí)施例中無線通訊模塊23與單片機(jī)相連的電路原理圖； 圖6是圖1所述實(shí)施例中單片機(jī)與電機(jī)控制模塊相連的電路原理圖； 圖7是本發(fā)明遙控?zé)艟呖刂品椒ǖ牡湫土鞒虉D。
具體實(shí)施例方式
圖1是本發(fā)明遙控?zé)艟呖刂葡到y(tǒng)一實(shí)施例的模塊構(gòu)成框圖。本實(shí)施例包括單片機(jī) 10、分別與所述單片機(jī)10相連的電源模塊11、紅外接收模塊12、無線通訊模塊13、電機(jī)控制 模塊14以及JTAG下載模塊15。 其中，所述電源模塊11用于為本遙控系統(tǒng)中各模塊供電，并且該電源模塊還具有 抗雷擊等優(yōu)點(diǎn)；紅外接收模塊12用于接收外部紅外控制信號(hào)，并將該信號(hào)傳送至單片機(jī)10 以啟動(dòng)相應(yīng)的紅外處理流程；無線通訊模塊13用于接收外部無線控制信號(hào)，通過與單片機(jī) 10的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的實(shí)時(shí)無線控制；所述電機(jī)控制模塊14接收單片機(jī)10的控 制時(shí)序信號(hào)對電機(jī)組進(jìn)行使能控制；此外，所述JTAG下載模塊15用于對與其相連的單片機(jī) 10進(jìn)行在線編程及仿真，以便于單片機(jī)10的軟件更新和升級(jí)，方便調(diào)試和以后的產(chǎn)品軟件 升級(jí)。 圖2是本發(fā)明遙控?zé)艟呖刂葡到y(tǒng)一實(shí)施例的方框圖。如圖所示，該實(shí)施例中的遙 控?zé)艟呖刂葡到y(tǒng)包括單片機(jī)10、 LED提示燈22、 JTAG接口 23、 UART通訊接口 24、紅外接收 頭25、鎖存器26、 L298芯片27以及電機(jī)組28。其中，所述鎖存器26與L298芯片27即是 圖1中所述電機(jī)控制模塊的一種實(shí)施方式，用于根據(jù)單片機(jī)10的控制時(shí)序信號(hào)對電機(jī)組進(jìn) 行使能控制；所述UART通訊接口 24用于將圖1所述無線通訊模塊連接至單片機(jī)10以接收 外部無線控制信號(hào)；類似地，所述紅外接收頭25用于接收外部紅外控制信號(hào)。
單片機(jī)10是本發(fā)明遙控?zé)艟呖刂葡到y(tǒng)的核心控制部件，步進(jìn)電機(jī)根據(jù)從單片機(jī)IO輸入的脈沖信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；所述控制可包括控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向以及轉(zhuǎn)速。在本實(shí)施例中， 該單片機(jī)10通過編程對8個(gè)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行控制，可以單獨(dú)控制一個(gè)，也可以控
制一組8個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。本實(shí)施例中，單片機(jī)10通過所述紅外接收頭25以及UART通 訊接口 24接收外部控制信號(hào)，并觸發(fā)內(nèi)部處理程序以產(chǎn)生步進(jìn)電機(jī)的控制時(shí)序信號(hào)以及 使能信號(hào)，所述信號(hào)通過鎖存器26以及L298芯片27對電機(jī)組8進(jìn)行使能控制。其中，所 述L298芯片27為雙H橋驅(qū)動(dòng)集成電路，該芯片通過調(diào)節(jié)輸入信號(hào)的占空比來調(diào)節(jié)電機(jī)組 的轉(zhuǎn)速。 紅外接收頭25用于接收外部紅外控制信號(hào)，單片機(jī)10根據(jù)該紅外信號(hào)觸發(fā)紅外 信號(hào)處理流程。例如當(dāng)所述紅外接收頭25接收到一個(gè)紅外信號(hào)后將該紅外信號(hào)傳送至單 片機(jī)IO，單片機(jī)10隨即產(chǎn)生中斷，處理紅外信號(hào)解碼，解碼成功后，根據(jù)該紅外信號(hào)的信息 做相應(yīng)的控制和設(shè)置。如果該紅外信號(hào)是一個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)命令，則單片機(jī)IO把相關(guān)的控制信 息傳到電機(jī)控制模塊以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。 所述單片機(jī)10通過UART通訊接口 24與相應(yīng)的無線通訊模塊通信連接，當(dāng)所述無 線通訊模塊接收到外部無線信號(hào)后，其內(nèi)包含的無線模塊便通過UART通訊接口 24向單片 機(jī)10發(fā)送接收到的信號(hào)，單片機(jī)10接收到信號(hào)后，處理成相對應(yīng)的控制命令，控制電機(jī)控 制模塊。電機(jī)控制模塊處理完控制命令后，返回一個(gè)處 理狀態(tài)信息，說明電機(jī)是否按控制命 令執(zhí)行；單片機(jī)10再把這個(gè)處理狀態(tài)信息通過UART通訊接口 24傳送到無線通訊模塊，再 由無線通訊模塊傳輸?shù)綗o線發(fā)射控制端實(shí)現(xiàn)無線控制。 此外，在整個(gè)遙控過程中，單片機(jī)10會(huì)向與其相連的LED提示燈22發(fā)送實(shí)時(shí)狀態(tài) 信息，所述LED提示燈22會(huì)根據(jù)接收到的狀態(tài)信息對此時(shí)的單片機(jī)10工作狀態(tài)通過提示 燈進(jìn)行提示。 在本實(shí)施例中，所述單片機(jī)10使用符合JTAG接口標(biāo)準(zhǔn)定義的數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)時(shí)序 來實(shí)現(xiàn)在線編程(ISP)或程序仿真功能。所述JTAG接口23與單片機(jī)10通信連接，并且集 成有ISP(在線編程)功能即可以在單片機(jī)10上編程寫入最終用戶代碼，而不需要從電路 板上取下器件，并且已經(jīng)編程的單片機(jī)10還可以通過ISP進(jìn)行擦除或再編程。本實(shí)施例中 的單片機(jī)10通過所述JTAG接口 23接收上位機(jī)傳來的數(shù)據(jù)并寫入存儲(chǔ)器中以實(shí)現(xiàn)ISP功 能。 圖3是圖l所述實(shí)施例中電源模塊ll的電路原理圖。電路中的二極管D13、D27 起到防呆作用，即防止輸入時(shí)正負(fù)極反接而導(dǎo)致燒壞系統(tǒng)IC的作用。二極管D20是防雷擊 二極管，當(dāng)電路遭受雷擊時(shí)，二極管D20會(huì)瞬間導(dǎo)通，把雷擊電流短路，從而保護(hù)系統(tǒng)的其 他電路。12V DC輸入后分開兩路，一路直接輸入到電機(jī)控制模塊電路的L298芯片的Vs腳， 做驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)用；另一路經(jīng)過三端穩(wěn)壓管減壓穩(wěn)壓后給各與其相連接的模塊供電。
圖4是圖1所述實(shí)施例中紅外接收模塊12與單片機(jī)相連的電路原理圖。如圖所 示，該紅外接收模塊12包括集成紅外接收頭U19和一個(gè)電源濾波電容C27。該電源濾波電 容C27的作用是濾除供給到所述紅外接收頭U19的電源的紋波，降低電源對紅外接收頭U19 輸出信號(hào)的干擾。紅外接收頭U19的數(shù)據(jù)輸出端連接到單片機(jī)的外部中斷引腳PD2腳。系 統(tǒng)上電后紅外接收頭U19的數(shù)據(jù)輸出腳輸出高電平，當(dāng)收到紅外信號(hào)時(shí)，解調(diào)后輸出紅外 信號(hào)的反碼，即會(huì)輸出一串高低電平的脈沖信號(hào)。這串信號(hào)的第一個(gè)低電平觸發(fā)單片機(jī)中 斷，進(jìn)入紅外信號(hào)處理流程。4/4頁 圖5是圖1所述實(shí)施例中無線通訊模塊13與單片機(jī)相連的電路原理圖。如圖所 示，該無線通訊模塊13包括一個(gè)2. 4G無線模塊J2，四個(gè)工作指示燈D53、 D54、 D55、 D56， 一個(gè)電源隔離電阻R53，和一個(gè)濾波電容C14。所述濾波電容C14和電源隔離電阻R53組成 的濾波電路的作用是濾除2. 4G無線模塊工作時(shí)產(chǎn)生的電流紋波，減少該紋波對系統(tǒng)其他 電路的干擾。2. 4G無線模塊J2的RX1腳接單片機(jī)的PD1 (TXD)腳，無線模塊J2的TX1腳接 單片機(jī)的PDO(RXD)腳。當(dāng)2.4G無線模塊J2接收到無線信號(hào)，解調(diào)后把信號(hào)按串口協(xié)議輸 送到單片機(jī)，當(dāng)單片機(jī)接收完一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)時(shí)觸發(fā)中斷，進(jìn)入無線通訊流程。
圖6是圖1所述實(shí)施例中單片機(jī)與電機(jī)控制模塊相連的電路原理圖。該電機(jī)控制 模塊14主要由寄存器U9和2H橋IC U3及其外圍電路組成。所述寄存器U9的四路輸入接 到單片機(jī)輸出的四路步進(jìn)電機(jī)控制時(shí)序總線PB0 PB3上，寄存器U9的CLOCK腳接到單片 機(jī)的使能控制腳(PA0 PA7其中一個(gè)引腳)上。寄存器U9的POLARITY腳接高電平，使得 寄存器U9在CLOCK腳處于高電平時(shí)寄存器U9的輸出等于輸入，當(dāng)CLOCK腳處于其他狀態(tài) 時(shí)寄存器U9的輸出保持最近一次CLOCK腳為高電平時(shí)的輸入值，以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)通過改變時(shí) 序和使能腳來控制各個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。寄存器U9的輸出連接到U3對應(yīng)的輸入腳。U3的 輸出連接到步進(jìn)電機(jī)對應(yīng)的相位輸入線上。U3的兩個(gè)SENSE引腳分別接到一個(gè)可控的變阻 電路上。當(dāng)單片機(jī)的使能控制腳為高電平時(shí)，兩個(gè)M0SFET管Q1、 Q2同時(shí)導(dǎo)通，使得SENSE 腳到地之間的阻值等于R5、R11和R17的并聯(lián)值；當(dāng)單片機(jī)的使能控制腳為低電平時(shí)，兩個(gè) M0SFET管Q1、Q2同時(shí)截止，使得SENSE腳到地之間的阻值約等于R17 (約15歐姆)的阻值。 這樣實(shí)現(xiàn)電機(jī)工作電流和保持電流的控制。電機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)用較大的電流驅(qū)動(dòng)，電機(jī)保持時(shí) 用較小的電流。至于轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電流和保持時(shí)的電流要多大，可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整R5、R11、 R17和R6、 R12、 R18的阻值來實(shí)現(xiàn)。 以驅(qū)動(dòng)M3為例，單片機(jī)的PA2腳輸出高電平，使得電機(jī)控制時(shí)序經(jīng)過寄存器U9傳 輸?shù)経3，從而控制M3四個(gè)相位的時(shí)序，驅(qū)動(dòng)電機(jī)。PA2高電平時(shí)，M0SFET管Q1、Q2導(dǎo)通，實(shí) 現(xiàn)用大電流啟動(dòng)電機(jī)。當(dāng)PA2輸出低電平時(shí)，電機(jī)控制時(shí)序不會(huì)影響寄存器U9的輸出，寄存 器U9的輸出保持最近一次CLOCK腳為高電平時(shí)的輸入值，電機(jī)進(jìn)入保持狀態(tài)。此時(shí)MOSFET 管Ql、 Q2截止，使得電機(jī)的保持電流小于轉(zhuǎn)動(dòng)電流，降低能耗。 如圖7所示，在步驟701中，系統(tǒng)中的紅外接收模塊和/或無線通訊模塊將會(huì)對外 部紅外控制信號(hào)和/或無線控制信號(hào)進(jìn)行檢測；在步驟702中，所述紅外接收模塊和/或無 線通訊模塊將接收到的外部控制信號(hào)傳送到單片機(jī)處以啟動(dòng)相應(yīng)的處理流程；在步驟703 中，紅外信號(hào)將會(huì)觸發(fā)單片機(jī)啟動(dòng)紅外處理流程，無線通訊信號(hào)將觸發(fā)單片機(jī)啟動(dòng)無線通 訊流程，從而實(shí)現(xiàn)對燈具中步進(jìn)電機(jī)組的控制。
權(quán)利要求
一種遙控?zé)艟呖刂葡到y(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括電源模塊、單片機(jī)以及與所述單片機(jī)通信連接的電機(jī)控制模塊，所述單片機(jī)用于根據(jù)接收到的外部控制信號(hào)觸發(fā)內(nèi)部處理程序通過所述電機(jī)控制模塊實(shí)現(xiàn)對燈具中電機(jī)組的控制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括與單片機(jī)相連的用 于接收外部紅外控制信號(hào)的紅外接收模塊，所述紅外接收模塊與所述單片機(jī)通信連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外接收模塊包括紅外接收頭 以及電源濾波電容，所述紅外接收頭的數(shù)據(jù)輸出端與單片機(jī)的外部中斷引腳相連。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括與單片機(jī)通信連接 的用于對所述電機(jī)組進(jìn)行無線控制的無線通訊模塊，所述無線通訊模塊通過單片機(jī)的UART 接口與單片機(jī)通信連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機(jī)還包括用于 對該單片機(jī)進(jìn)行在線編程、程序下載以及仿真功能的JTAG標(biāo)準(zhǔn)接口 。
6. —種遙控?zé)艟呖刂品椒?，其特征在于，所述方法包括以下步驟 對外部控制信號(hào)進(jìn)行檢測； 將檢測到的外部控制信號(hào)傳送給單片機(jī)；觸發(fā)單片機(jī)內(nèi)部處理流程產(chǎn)生控制信號(hào)控制燈具中的步進(jìn)電機(jī)組。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述對步進(jìn)電機(jī)組進(jìn)行控制的控制 信號(hào)進(jìn)一步包括時(shí)序信號(hào)以及使能信號(hào)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述內(nèi)部處理流程進(jìn)一步包括紅外 處理流程以及無線通訊流程。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述紅外處理流程的啟動(dòng)是單片機(jī) 根據(jù)所述輸出高低電平脈沖信號(hào)中的第一個(gè)低電平完成的。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述無線通訊流程的啟動(dòng)是在單片 機(jī)接收完一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)時(shí)通過觸發(fā)中斷實(shí)現(xiàn)的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種遙控?zé)艟呖刂葡到y(tǒng)和方法，該系統(tǒng)包括單片機(jī)以及步進(jìn)電機(jī)組，所述單片機(jī)根據(jù)接收到的外部控制信號(hào)觸發(fā)內(nèi)部處理程序產(chǎn)生控制時(shí)序信號(hào)以及使能信號(hào)，通過使能相應(yīng)的電機(jī)控制模塊實(shí)現(xiàn)對所述步進(jìn)電機(jī)組的控制。此外，本發(fā)明還包括用于接收外部紅外控制信號(hào)的紅外接收模塊以及用于對所述電機(jī)組進(jìn)行無線控制的無線通訊模塊，所述單片機(jī)可根據(jù)紅外信號(hào)啟動(dòng)紅外信號(hào)處理流程，并且可根據(jù)接收到的無線信號(hào)啟動(dòng)無線通訊流程以實(shí)現(xiàn)紅外及無線控制。本發(fā)明所述遙控?zé)艟呖刂葡到y(tǒng)通過采用單片機(jī)編程控制多個(gè)電機(jī)能有效降低成本，同時(shí)通過其內(nèi)包括的紅外及無線處理流程實(shí)現(xiàn)對燈具的紅外及無線控制，操作簡單，電路安全性高。
文檔編號(hào)H05B37/02GK101707825SQ20091010506
公開日2010年5月12日 申請日期2009年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月14日
發(fā)明者周明杰, 廖啟博 申請人:海洋王照明科技股份有限公司