專利名稱：有溫度測量功能的遙控器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種能夠測量溫度的遙控器電路。
背景技術(shù)：
目前，幾乎所有的家用電器都帶有遙控裝置，用紅外遙控器對電器進行功能控制。遙控部分由紅外遙控發(fā)射器、遙控接收器和控制電路組成，其中，紅外遙控發(fā)射器就是我們通常所指的遙控器，遙控接收器和控制電路一般集成在電器主機上。通常的遙控器主要通過按鍵編碼和紅外載波輸出，發(fā)出紅外遙控指令，通過遙控接收器處理和控制電路譯碼，實現(xiàn)對電器的各種功能控制。
較高精度的溫度測量一般需要溫度傳感器和模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器等電路實現(xiàn)，成本較高，因此，現(xiàn)有的遙控器一般不具有溫度測量功能。在需要溫度測量的應(yīng)用中，考慮到遙控器的成本和體積要求，通常將溫度測量電路集成在主機上(如空調(diào)機)，這又導(dǎo)致了測量溫度(即主機溫度)與環(huán)境溫度的差異，與應(yīng)用要求有一定的差距。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上設(shè)計一種簡單實用、成本低、有溫度測量功能的遙控器電路。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在現(xiàn)有的遙控器電路(如

圖1)中，增加PMOS開關(guān)(1)、(2)或CMOS開關(guān)(6)、(7)、標(biāo)準(zhǔn)電阻RS(3)、熱敏電阻R1(4)、電容C(5)，PMOS開關(guān)(1)或CMOS開關(guān)(6)與標(biāo)準(zhǔn)電阻RS(3)串聯(lián)，PMOS開關(guān)(2)或CMOS開關(guān)(7)與熱敏電阻R1(4)串聯(lián)，兩路并聯(lián)后與電容C(5)串聯(lián)，開關(guān)管的柵極G0、G1是微處理器MCU控制，電容C(5)正端與微處理器雙向I/O口PB7聯(lián)接，負端接地，PB7輸出為零，電容C(5)放電到零電平，PB7作為輸入口時，電容正端也可作為微處理器I/O口PB7內(nèi)部緩沖器的輸入，在達到緩沖器翻轉(zhuǎn)電平時使內(nèi)部計數(shù)器停止計數(shù)。其中(1)、(2)為芯片內(nèi)部集成的作為開關(guān)的PMOS管(圖2)，(6)、(7)為芯片內(nèi)部集成的作為開關(guān)的CMOS管(圖3)，由微處理器輸出開關(guān)管柵極G0、G1控制其閉合或關(guān)斷；RS(3)為標(biāo)準(zhǔn)電阻，R1(4)為熱敏電阻，C(5)為電容，PB7為微處理器的雙向I/O口，本實用新型的遙控器電路結(jié)構(gòu)框圖如圖4，圖4中除了PMOS開關(guān)(1)、(2)、標(biāo)準(zhǔn)電阻RS(3)、熱敏電阻R1(4)和電容C(5)之外，均為現(xiàn)有技術(shù)的遙控器電路。
測量時按照以下步驟a)G0、G1為高電平，兩開關(guān)(PMOS(1、2)或CMOS開關(guān)(6、7))關(guān)斷，PB7輸出0，使電容C(5)上電荷為0；b)G0輸出低電平，電源通過RS(3)對電容C(5)充電，同時，微處理器內(nèi)部計數(shù)器開始計數(shù)，PB7設(shè)為輸入，至PB7電平達到內(nèi)部緩沖器翻轉(zhuǎn)電平時計數(shù)結(jié)束，計數(shù)值記為T0；c)重復(fù)a)；d)G1輸出低電平，電源通過R1(4)對電容C(5)充電，同時，微處理器內(nèi)部計數(shù)器開始計數(shù)，PB7設(shè)為輸入，至PB7電平達到內(nèi)部緩沖器翻轉(zhuǎn)電平時計數(shù)結(jié)束，計數(shù)值記為T1；e)通過軟件計算T1/T0的值k；f)軟件查表得到當(dāng)前的溫度。
本實用新型具體實施時首先選定熱敏電阻R1，如選用NTH4G系列熱敏電阻，其計算公式為R1＝R0 exp[B*(1/Temp-1/Temp0)]其中，R0為25℃時的電阻值，Temp0為25℃，Temp為當(dāng)前溫度，Temp0、Temp均為絕對溫度，B為常數(shù)。
電容從0充電至翻轉(zhuǎn)電平Vh的時間TVh＝Vdd*[1-exp(-T/RC)]T＝-RC*ln[1-Vh/Vdd] (1)由于在同一個電路和較小的時間間隔內(nèi)，Vh和Vdd基本不變，因此，k＝T1/T0＝(R1+Rt1)/(Rs+Rt0)＝(R0*exp(B*(1/Temp-1/Temp0))+Rt1)/(Rs+Rt0)其中Rt0、Rt1分別為開關(guān)的導(dǎo)通電阻，在100-1000歐姆范圍內(nèi)。
取標(biāo)準(zhǔn)電阻RS的值與熱敏電阻25℃時的電阻值R0相同，即RS＝R0則k＝(R0*exp(B*(1/Temp-1/Temp0))+Rt1)/(R0+Rt0) (2)若R0、R1的取值較大，Rt0、Rt2可忽略不計，則k＝T1/T0＝R0/R1＝exp(B*(1/Temp-1/Temp0)) (3)
確定測量精度和范圍后，選定標(biāo)準(zhǔn)電阻、熱敏電阻和電容，由式(3)可建立一個比值k與當(dāng)前溫度Temp的對應(yīng)關(guān)系，并以表格方式存儲。在經(jīng)過上述的測量步驟后，軟件查詢該表，得到當(dāng)前所需測量的溫度。
K與所測溫度的對應(yīng)表。


上述電路中各元件的參數(shù)選擇方法為a)首先確定測量精度和測量范圍，如精度為1℃范圍為-10-70℃。
b)標(biāo)準(zhǔn)電阻和熱敏電阻的阻值應(yīng)遠大于開關(guān)的導(dǎo)通電阻，選定的阻值，應(yīng)使根據(jù)式(2)和式(3)計算的誤差滿足測量精度的要求，如熱敏電阻R0取100KΩ，標(biāo)準(zhǔn)電阻Rs取100KΩ，遠大于開關(guān)導(dǎo)通電阻。
c)電容的充電時間T0應(yīng)滿足測量范圍內(nèi)測量分辨率的要求，如T0＝20ms。
d)由式(3)可知，測量精度與標(biāo)準(zhǔn)電阻的精度和溫度特性、熱敏電阻的R0及常數(shù)B的偏差有關(guān)，需根據(jù)測量精度的要求，確定標(biāo)準(zhǔn)電阻和熱敏電阻的精度和特性要求，如電阻精度為±1％。
綜上所述，本實用新型由微處理器(MCU)控制PMOS(1)、(2)或CMOS開關(guān)(6)、(7)，分別經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)電阻RS(3)和熱敏電阻R1(4)對固定電容C(5)充電，同時，由微處理器(MCU)分別對電容C(5)從零電平充電至微處理器(MCU)雙向I/O口PB7的翻轉(zhuǎn)電平的時間進行計數(shù)，計數(shù)值可反映電阻值的變化，進一步反映溫度的變化。反映標(biāo)準(zhǔn)電阻和熱敏電阻充電時間常數(shù)的計數(shù)值T0和T1的比值用軟件計算，其與所測溫度的對應(yīng)關(guān)系以表格方式存儲，通過軟件查詢的方式獲取當(dāng)前所測溫度值。溫度測量電路中的電阻、電容及開關(guān)導(dǎo)通電阻的值根據(jù)測量精度和范圍的要求經(jīng)上述公式計算確定。標(biāo)準(zhǔn)電阻和熱敏電阻的偏差影響測量精度，偏差要求根據(jù)測量精度和范圍經(jīng)上述公式計算確定。
本實用新型獲得良好效果，其在通常的遙控器電路的基礎(chǔ)上，增加少量的外圍器件，利用原有的微處理器，通過軟件控制和計算，進行溫度測量。設(shè)計方案簡單，電路規(guī)模較小，成本較低。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
圖1是通常的遙控器電路框圖。
圖2是本實用新型的溫度測量電路原理圖。
圖3是本實用新型的溫度測量電路原理圖。
圖4是本實用新型的遙控器電路框圖。
圖1、圖4中MCU為微處理器，其輸入rc[7:0]和輸出rd[7:0]接外部鍵盤，其中rc[7:0]內(nèi)部有上拉電阻，POR為上電復(fù)位，WDT為看門狗，MUX為4選1多路器，由微處理器輸出ra1和ra2選擇紅外載波頻率，由ra0控制載波輸出。
圖2、3、4中(1)、(2)為PMOS管(圖2)，(6)、(7)為CMOS管(圖3)，(3)為標(biāo)準(zhǔn)電阻RS，(4)為熱敏電阻R1，(5)為電容C，PB7為微處理器的雙向I/O口，G0、G1為微處理器輸出。
具體實施方式
1.確定溫度測量要求溫度測量范圍-10～+70℃測量精度1℃2.確定標(biāo)準(zhǔn)電阻及熱敏電阻取熱敏電阻R0＝100kΩ，即選擇型號為NTH4G42B104的熱敏電阻，B＝4250；標(biāo)準(zhǔn)電阻RS＝100kΩ3.k與所測溫度的對應(yīng)圖根據(jù)式(3)，通過計算發(fā)現(xiàn)，在溫度為-10～+70℃范圍內(nèi)，k(即T1/T0)的值在0.160～6.672之間，見表，取三位小數(shù)即可分辨0.5℃的溫差?？梢酝ㄟ^查表的方式，由軟件計算k的值，并根據(jù)該值查找相應(yīng)的溫度值。
4.計數(shù)時間的確定計數(shù)時間需保證達到表中所要求的k的分辨率。從表中可以看出，k的最小分辨率為0.003，若微處理器的最小計數(shù)單位為5us，因此，為滿足計數(shù)分辨率的要求，T0的最小值為
5us/0.003＝1.7ms考慮到程序計數(shù)的誤差和其他因素的影響，可取T0＝20ms。
5.電容大小的確定根據(jù)計數(shù)時間T0及公式(1)，在Vc＝Vdd/2時，C＝0.29uF。因此，電容值可在0.33uF左右選擇。
6.PMOS或CMOS開關(guān)管尺寸的選擇取Rt0＝Rt1＝300Ω時，根據(jù)公式(2)，k的值與公式(3)的計算結(jié)果的誤差可能會使查找的溫度出現(xiàn)0.5℃的偏差。由于芯片內(nèi)實現(xiàn)的開關(guān)電阻隨其傳輸?shù)碾娖阶兓?，為使該電阻對測量精度沒有影響，需使阻值在300Ω以下。
7.標(biāo)準(zhǔn)電阻和熱敏電阻的偏差對測量的影響當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻阻值和熱敏電阻有偏差時，根據(jù)式(3)計算的k值與表中的值相比也出現(xiàn)偏差，在查表時應(yīng)選擇表中與計算值最接近的k所對應(yīng)的溫度值，并保證該溫度與實際溫度的偏差小于1℃。
當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻阻值的偏差為±1％，熱敏電阻的R0和B的偏差也為±1％時，可滿足測量精度要求。標(biāo)準(zhǔn)電阻需考慮精度與溫度系數(shù)兩個因素，因此，可取精度為0.5％，溫度系數(shù)為100ppm的標(biāo)準(zhǔn)電阻。
權(quán)利要求1.一種有溫度測量功能的遙控器電路，在現(xiàn)有遙控器電路的基礎(chǔ)上增加PMOS或CMOS開關(guān)、標(biāo)準(zhǔn)電阻、熱敏電阻、電容，其特征是PMOS(1)或CMOS開關(guān)(6)與標(biāo)準(zhǔn)電阻RS(3)串聯(lián)，PMOS(2)或CMOS開關(guān)(7)與熱敏電阻R1(4)串聯(lián)，兩路并聯(lián)后與電容C(5)串聯(lián)，開關(guān)管的柵極G0、G1是微處理器MCU控制，電容C(5)正端與微處理器雙向I/O口PB7聯(lián)接，負端接地，PB(7)輸出為零，電容C(5)放電到零電平，PB7為輸入時，電容C(5)正端是微處理器I/O口PB7內(nèi)部緩沖器的輸入，在達到緩沖器翻轉(zhuǎn)電平時使內(nèi)部計數(shù)器停止計數(shù)。
專利摘要一種能夠測量溫度的遙控器電路?，F(xiàn)有技術(shù)存在成本高，測量溫度與實際溫度有差異等不足。本實用新型采用PMOS或CMOS開關(guān)管、標(biāo)準(zhǔn)電阻、熱敏電阻和電容，由原有的微處理器(MCU)控制電容的放電及通過不同電阻充電，通過內(nèi)部計數(shù)器記錄充電時間，以軟件計算標(biāo)準(zhǔn)電阻和熱敏電阻的充電計數(shù)值的比值，以查表方式獲取當(dāng)前的測量溫度。該遙控器電路在原有電路基礎(chǔ)上，增加少量器件，即能完成溫度測量功能，且能保持較低成本和較小體積。
文檔編號G08C23/00GK2658864SQ0323065
公開日2004年11月24日 申請日期2003年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月24日
發(fā)明者李清 申請人:上海復(fù)旦微電子股份有限公司