一种用于水气表光电直读计度器的解码电路的制作方法

本实用新型涉及水气表光电直读计度器技术领域，具体指一种用于水气表光电直读计度器的解码电路。

背景技术：

光电直读传感技术，是现有智能水表机电转换的主要传感技术。通过计数字轮的转动，实现对光路的阻断和导通，进而应用光电编解码技术完成水气表的计数。具体的，现有光电直读传感技术的电路部分，结合机械结构的特点，需要5个发光二极管和5个光敏三极管相配合来识别一个字轮的读数。识别一个水表计度器的4个字轮，需要20个发光二极管和20个光敏三极管。可想而知，分别对应5个发光二极管和5个光敏三极管都需要相应的电路进行孔。这样使用的光电管器件数量多，电路成本高，故障点多。如果光敏管失效(短路或断路)，光电直读电路会产生错误的读数，影响水表的抄读的准确率。进而导致，市面上的水表计度器都是4个字轮的，使用时长有一定的限制，若实现8个字轮或者更多，那么水表计度器的成本将会翻倍的增加，故障率进而大大增加，最关键是水表计度器的体积也会增加，无法满足市场对水表计度器的需要

技术实现要素：

本实用新型根据现有技术的不足，提出一种用于水气表光电直读计度器的解码电路，识别一个水表计度器的4个字轮，只需要10个发光二极管和3个光敏三极管，这样就大大降低电路的成本和故障点。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种用于水气表光电直读计度器的解码电路，包括单片机u1、发光单元和光敏单元，所述发光单元和光敏单元的两端分别连接至单片机u1，所述发光单元和光敏单元相配合形成光信号识别单元。

作为优选，还包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7，所述发光单元包括两组发光二极管组，所述光敏单元包括光敏三极管o1、光敏三极管o2、光敏三极管o3，其中一组所述发光二极管组包括发光二极管l1、发光二极管l2、发光二极管l3、发光二极管l4、发光二极管l5；另一组所述发光二极管组包括发光二极管l6、发光二极管l7、发光二极管l8、发光二极管l9、发光二极管l10；

所述发光二极管l1、发光二极管l2、发光二极管l3、发光二极管l4、发光二极管l5的正极分别与电阻r1和电阻r3的一端相连接，所述电阻r1的另一端连接单片机u1的ain1引脚，所述电阻r3的另一端连接单片机u1的pb01引脚，所述发光二极管l1、发光二极管l2、发光二极管l3、发光二极管l4、发光二极管l5的负极分别依次连接至单片机u1的pb04引脚、pb05引脚、pb06引脚、pb07引脚、pb08引脚；

所述发光二极管l6、发光二极管l7、发光二极管l8、发光二极管l9、发光二极管l10的正极分别与电阻r2和电阻r4的一端相连接，所述电阻r2的另一端连接单片机u1的ain1引脚，所述电阻r4的另一端连接单片机u1的pb02引脚，所述发光二极管l6、发光二极管l7、发光二极管l8、发光二极管l9、发光二极管l10的负极分别依次连接至单片机u1的pb04引脚、pb05引脚、pb06引脚、pb07引脚、pb08引脚；

所述光敏三极管o1、光敏三极管o2、光敏三极管o3的集电极均连接至单片机u1的pb03引脚，所述光敏三极管o1、光敏三极管o2、光敏三极管o3的发射极分别连接至单片机u1的ain4引脚、ain3引脚、ain2引脚；

所述电阻r5、电阻r6、电阻r7的一端分别光敏三极管o1、光敏三极管o2、光敏三极管o3的发射极，所述电阻r5、电阻r6、电阻r7的另一端接地。

作为优选，所述电阻r3和电阻r4为限流电阻；所述电阻r5、电阻r6、电阻r7为采样电阻。

作为优选，还包括电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r16、电阻r17、电阻r18、电阻r19，所述发光单元包括发光二极管l11、发光二极管l12、发光二极管l13，所述光敏单元包括两组光敏三极管组、其中一组所述光敏三极管组包括光敏三极管o11、光敏三极管o12、光敏三极管o13、光敏三极管o14、光敏三极管o15；另一组所述光敏三极管组包括光敏三极管o16、光敏三极管o17、光敏三极管o18、光敏三极管o19、光敏三极管o20；

所述发光二极管l11的正极分别与电阻r9和电阻r14的一端相连接，所述电阻r9的另一端连接单片机u1的ain1引脚，所述电阻r14的另一端连接单片机u1的pb03引脚；所述发光二极管l12的正极分别与电阻r10和电阻r13的一端相连接，所述电阻r10的另一端连接单片机u1的ain1引脚，所述电阻r13的另一端连接单片机u1的pb02引脚；所述发光二极管l13的正极分别与电阻r11和电阻r12的一端相连接，所述电阻r11的另一端连接单片机u1的ain1引脚，所述电阻r12的另一端连接单片机u1的pb01引脚；所述发光二极管l11、发光二极管l12、发光二极管l13的负极接地；

所述光敏三极管o11、光敏三极管o12、光敏三极管o13、光敏三极管o14、光敏三极管o15的集电极均连接至单片机u1的pb05引脚，所述光敏三极管o16、光敏三极管o17、光敏三极管o18、光敏三极管o19、光敏三极管o20的集电极均连接至单片机u1的pb04引脚；所述光敏三极管o11、光敏三极管o12、光敏三极管o13、光敏三极管o14、光敏三极管o15的发射极分别依次连接至单片机u1的ain2引脚、ain3引脚、ain4引脚、ain5引脚、ain6引脚；所述光敏三极管o16、光敏三极管o17、光敏三极管o18、光敏三极管o19、光敏三极管o20的发射极分别依次连接至单片机u1的ain2引脚、ain3引脚、ain4引脚、ain5引脚、ain6引脚；

所述电阻r15、电阻r16、电阻r17、电阻r18、电阻r19的一端分别连接至单片机u1的ain2引脚、ain3引脚、ain4引脚、ain5引脚、ain6引脚，所述电阻r15、电阻r16、电阻r17、电阻r18、电阻r19的另一端接地。

作为优选，所述电阻r12、电阻r13和电阻r14为限流电阻；所述电阻r15、电阻r16、电阻r17、电阻r18、电阻r19为采样电阻。

本实用新型具有以下的特点和有益效果：

采用上述技术方案，通过将光源和光信号识别单元都设置在电路板上，从而简化了计度器的结构，不仅降低了成本，并且根据需求可增加了计数字轮的数量，同时制作成本不变，计度器整体结构的体积变化不大，进而增加了计度器的使用时限。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型第一种实施例的电路原理图；

图2为本实用新型另一种实施例的电路原理图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

本实用新型提供了一种用于水气表光电直读计度器的解码电路，如图1所示，包括单片机u1、发光单元和光敏单元，所述发光单元和光敏单元的两端分别连接至单片机u1，所述发光单元和光敏单元相配合形成光信号识别单元。

具体的，还包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7，所述发光单元包括两组发光二极管组，所述光敏单元包括光敏三极管o1、光敏三极管o2、光敏三极管o3，其中一组所述发光二极管组包括发光二极管l1、发光二极管l2、发光二极管l3、发光二极管l4、发光二极管l5；另一组所述发光二极管组包括发光二极管l6、发光二极管l7、发光二极管l8、发光二极管l9、发光二极管l10；

所述发光二极管l1、发光二极管l2、发光二极管l3、发光二极管l4、发光二极管l5的正极分别与电阻r1和电阻r3的一端相连接，所述电阻r1的另一端连接单片机u1的ain1引脚，所述电阻r3的另一端连接单片机u1的pb01引脚，所述发光二极管l1、发光二极管l2、发光二极管l3、发光二极管l4、发光二极管l5的负极分别依次连接至单片机u1的pb04引脚、pb05引脚、pb06引脚、pb07引脚、pb08引脚；

所述发光二极管l6、发光二极管l7、发光二极管l8、发光二极管l9、发光二极管l10的正极分别与电阻r2和电阻r4的一端相连接，所述电阻r2的另一端连接单片机u1的ain1引脚，所述电阻r4的另一端连接单片机u1的pb02引脚，所述发光二极管l6、发光二极管l7、发光二极管l8、发光二极管l9、发光二极管l10的负极分别依次连接至单片机u1的pb04引脚、pb05引脚、pb06引脚、pb07引脚、pb08引脚；

所述光敏三极管o1、光敏三极管o2、光敏三极管o3的集电极均连接至单片机u1的pb03引脚，所述光敏三极管o1、光敏三极管o2、光敏三极管o3的发射极分别连接至单片机u1的ain4引脚、ain3引脚、ain2引脚；

所述电阻r5、电阻r6、电阻r7的一端分别光敏三极管o1、光敏三极管o2、光敏三极管o3的发射极，所述电阻r5、电阻r6、电阻r7的另一端接地。

本实施例的工作原理在于；

本实施例中，以4个字轮的计度器为例，发光二极管l1/l2/l3/l4/l5组成第一组发光单元g1，发光二极管l6/l7/l8/l9/l10组成第二组发光单元g2。g1与光敏三极管o1形成的光电回路识别1号字轮，g1与光敏三极管o2形成的光电回路识别2号字轮，g2与光敏三极管o2形成的光电回路识别3号字轮，g2与光敏三极管o3形成的光电回路识别4号字轮。

单片机u1的pb01/pb02通过限流电阻r3/r4分别连接发光二极管单元组g1/g2的正极。pb04-pb05分别连接发光二极管l1-l10两两相连的负极，通过矩阵的方式控制发光二极管的点亮和熄灭。pb03与光敏三极管o1/o2/o3的集电极相连，用于对光敏三极管的供电。ain2/an3/an4分别与采样电阻r5/r6/r7相连,用于检测光敏三极管o1/o2/o3的导通率。ain1通过r1/r2分别与发光二极管单元组g1/g2相连，用于检测点亮的发光二极管的导通电压，来判断发光二极管是否损坏。

单片机u1通过控制pb01和pb04-pb05，逐个点亮发光二极管l1-l5，发光二极管l1-l5发出的光线通过发射导光片(图中未画出)、带编码窗口的字轮(图中未画出)、接收导光片(图中未画出)，光线射入光敏三极管o1，ain2逐个读出o1的导通状态，形成一个5字节的数字。此数字对应着1号字轮的读数，从而实现了字轮的解码操作。

同样地，单片机u1通过控制pb01和pb04-pb05，逐个点亮l1-l5，l1-l5发出的光线通过发射导光片(图中未画出)、带编码窗口的字轮(图中未画出)、接收导光片(图中未画出),光线射入光敏三极管o2，ain3逐个读出o2的导通状态，形成一个5字节的数字。此数字对应着2号字轮的读数，从而实现了字轮的解码操作。

同样地，单片机u1通过控制pb02和pb04-pb05，逐个点亮l6-l10，l6-l10发出的光线通过发射导光片(图中未画出)、带编码窗口的字轮(图中未画出)、接收导光片(图中未画出),光线射入光敏三极管o2，ain3逐个读出o2的导通状态，形成一个5字节的数字。此数字对应着3号字轮的读数，从而实现了字轮的解码操作。

同样地，单片机u1通过控制pb02和pb04-pb05，逐个点亮发光二极管l6-l10，发光二极管l6-l10发出的光线通过发射导光片(图中未画出)、带编码窗口的字轮(图中未画出)、接收导光片(图中未画出)，光线射入光敏三极管o3，ain4逐个读出o3的导通状态，形成一个5字节的数字。此数字对应着4号字轮的读数，从而实现了字轮的解码操作。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，如图2所示，还包括电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r16、电阻r17、电阻r18、电阻r19，所述发光单元包括发光二极管l11、发光二极管l12、发光二极管l13，所述光敏单元包括两组光敏三极管组、其中一组所述光敏三极管组包括光敏三极管o11、光敏三极管o12、光敏三极管o13、光敏三极管o14、光敏三极管o15；另一组所述光敏三极管组包括光敏三极管o16、光敏三极管o17、光敏三极管o18、光敏三极管o19、光敏三极管o20；

所述发光二极管l11的正极分别与电阻r9和电阻r14的一端相连接，所述电阻r9的另一端连接单片机u1的ain1引脚，所述电阻r14的另一端连接单片机u1的pb03引脚；所述发光二极管l12的正极分别与电阻r10和电阻r13的一端相连接，所述电阻r10的另一端连接单片机u1的ain1引脚，所述电阻r13的另一端连接单片机u1的pb02引脚；所述发光二极管l13的正极分别与电阻r11和电阻r12的一端相连接，所述电阻r11的另一端连接单片机u1的ain1引脚，所述电阻r12的另一端连接单片机u1的pb01引脚；所述发光二极管l11、发光二极管l12、发光二极管l13的负极接地；

所述光敏三极管o11、光敏三极管o12、光敏三极管o13、光敏三极管o14、光敏三极管o15的集电极均连接至单片机u1的pb05引脚，所述光敏三极管o16、光敏三极管o17、光敏三极管o18、光敏三极管o19、光敏三极管o20的集电极均连接至单片机u1的pb04引脚；所述光敏三极管o11、光敏三极管o12、光敏三极管o13、光敏三极管o14、光敏三极管o15的发射极分别依次连接至单片机u1的ain2引脚、ain3引脚、ain4引脚、ain5引脚、ain6引脚；所述光敏三极管o16、光敏三极管o17、光敏三极管o18、光敏三极管o19、光敏三极管o20的发射极分别依次连接至单片机u1的ain2引脚、ain3引脚、ain4引脚、ain5引脚、ain6引脚；

所述电阻r15、电阻r16、电阻r17、电阻r18、电阻r19的一端分别连接至单片机u1的ain2引脚、ain3引脚、ain4引脚、ain5引脚、ain6引脚，所述电阻r15、电阻r16、电阻r17、电阻r18、电阻r19的另一端接地。

本实施例的工作原理在于；

本实施例中，以4个字轮的计度器为例，光敏三极管o11/o12/o13/o14/o15组成第一组光敏单元g1，光敏三极管o16/o17/o18/o19/o20组成第二组光敏单元g2。发光二极管l11与g1形成的光电回路识别1号字轮，发光二极管l12与g1形成的光电回路识别2号字轮，发光二极管l12与g2形成的光电回路识别3号字轮，发光二极管l13与g2形成的光电回路识别4号字轮，。

单片机u1的pb01/pb02/pb03通过限流电阻r12/r13/r14分别连接发光二极管l11/l12/l13的正极，用来控制发光二极管的点亮和熄灭。pb04/pb05分别与光敏单元g1/g2的集电极相连，用于对光敏三极管的供电。ain2/an3/an4/ain5/an6分别与采样电阻r15/r16/r17/r18/r19相连,通过矩阵控制的方式检测光敏三极管o11-o20的导通率。ain1通过r9/r10/r11分别与发光二极管l1/l2/l3相连，用于检测点亮的发光二极管的导通电压，来判断发光二极管是否损坏。

单片机u1通过控制pb01和pb05，点亮l11和给o11-o15供电。l11发出的光线通过发射导光片(图中未画出)、带编码窗口的字轮(图中未画出)、接收导光片(图中未画出)，光线射入光敏三极管o11-o15，单片机u1逐个从ain2-ain6中读出o11-o15的导通状态，形成一个5字节的数字。此数字对应着1号字轮的读数，从而实现了字轮的解码操作。

同样地，单片机u1通过控制pb02和pb05，点亮l11和给o11-o15供电。l12发出的光线通过发射导光片(图中未画出)、带编码窗口的字轮(图中未画出)、接收导光片(图中未画出)，光线射入光敏三极管o11-o15，单片机u1逐个从ain2-ain6中读出o11-o15的导通状态，形成一个5字节的数字。此数字对应着2号字轮的读数，从而实现了字轮的解码操作。

同样地，单片机u1通过控制pb02和pb04，点亮l12和给o16-o20供电。l12发出的光线通过发射导光片(图中未画出)、带编码窗口的字轮(图中未画出)、接收导光片(图中未画出)，光线射入光敏三极管o16-o20，单片机u1逐个从ain2-ain6中读出o16-o20的导通状态，形成一个5字节的数字。此数字对应着3号字轮的读数，从而实现了字轮的解码操作。

同样地，单片机u1通过控制pb03和pb04，点亮l13和给o16-o10供电。l13发出的光线通过发射导光片(图中未画出)、带编码窗口的字轮(图中未画出)、接收导光片(图中未画出),光线射入光敏三极管o16-o20，单片机u1逐个从ain2-ain6中读出o16-o20的导通状态，形成一个5字节的数字。此数字对应着4号字轮的读数，从而实现了字轮的解码操作。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式包括部件进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。