CN1604503A

CN1604503A - 以高速模式操作用于低强度光通信的光接收器的方法与装置

Info

Publication number: CN1604503A
Application number: CN200410079447.9A
Authority: CN
Inventors: 卓吉斯·阿斯特拉斯卡斯
Original assignee: Emerson Electric Co
Current assignee: Nidec Motor Corp
Priority date: 2003-07-28
Filing date: 2004-07-28
Publication date: 2005-04-06
Anticipated expiration: 2024-07-28
Also published as: US7280769B2; CN100546225C; US20050025503A1

Abstract

一种光通信探头，使诊断工具能通过外部装置的低强度指示灯与外部装置进行光通信，外部装置比如电器。通信探头包括光发射器、光接收器和电压转换器，电压转换器用于把从诊断工具接收的第一电压信号转换成第二电压信号。第二电压信号被耦合到光接收器上从而以高速模式操作光接收器。

Description

以高速模式操作用于低强度光通信的光接收器的方法与装置

本申请交叉引用2002年1月24日提交的、序号为60/351,348的美国临时专利申请，2002年10月4日提交的、序号为10/264,888、名为“Applicance ControlCommunication methods and Apparatus”的美国专利申请，2003年1月21日提交的、序号为10/348,305、名为“System and Method for Comunication with anAppliance Through a Light Emitting Diode”的美国专利申请，以2003年6月24日提交的、序号为10/348,305、名为“System and Method for Communicating withan Applicance Through an Optical Interface Using a Control Panel Indicator”的美国专利申请，它们的全部内容在此清楚地引入作为参考。

技术领域

本发明总体上涉及光通信装置，而且更具体是涉及利用低强度光信号来进行通信的光通信装置。

背景技术

电器装置，比如洗碗机、洗衣机、烘干机、烤箱、电冰箱等等，通常包括电控制电路。这种控制电路接收来自用户的输入并基于所接收的输入来控制电器装置的操作。在许多情况下，一般来说电器的整个操作被预定，而用户输入只在某些方面修改预定的操作。

例如，洗碗机的操作通常需要充水、清洗、排水和涮洗这些处理。这种操作尤其包括控制水压阀、洗涤剂阀和电动继电器。这种操作的一般顺序通常被预定。然而用户输入可以被用来改变顺序，或者用来定义这个顺序的某个参数。例如，该用户输入可以定义清洗循环是普通的、轻的还是重的。虽然这个一般顺序不必随着清洗循环选择改变，但是该顺序内的某个处理长度确实可以改变。

洗碗机典型的用户输入接口包括旋钮和多个按钮开关。旋钮连在洗碗机内控制操作顺序的凸轮上。凸轮有许多从动轮，触发各种洗碗机部件的操作。安装凸轮从动轮来使各种操作按“已编程的”顺序执行。用户通过旋转旋钮到与所选循环相关的特定位置从而选择特定循环。一旦启动，凸轮就开始从用户所选的位置开始自动旋转，从用户选择点向前执行在凸轮“程序”上所定义的每个操作。按钮开关被用来启用/停用通过凸轮程序无法获得的各种操作。例如，按钮开关可以被用来选择性地启动热烘干循环、延迟启动或者高温清洗。

最近，电子控制器，例如微处理器和微控制器，已经代替了旋转凸轮控制装置。电子控制器的使用提供了通常是在凸轮控制装置中得不到的灵活性和特征。此外，一般来说，像机电转动凸轮这样的运动机件的替代通常增加了产品的可靠性。

然而，电子控制器的使用增加了电器维修的复杂性。小型电子集成电路不适宜于过去用于机械和机电装置的故障测定和修理方法。因此，电子控制的电器中的故障比那些老的机械凸轮控制的装置的更难诊断与解决。

美国专利申请序号10/264,888，被转让给本发明的受让人，它公开了利用通信探头中的光发射器和光接收器的诊断工具，该通信探头通过电器控制面板的指示灯和电器外部面板上的光检测器与电器控制器进行双向通信。从电子控制器获得数据信息的能力被用来从控制器获得关于电器操作的诊断、操作或测试数据。

通信探头的光发射器由标准的LED组成，配置它以被电数据信号驱动以便LED生成与电数据信号对应的光脉冲。通信探头的光接收器可以由标准的LED或者光电晶体管组成，配置光电晶体管以把光信号转换成数据信号。利用标准的LED或光电晶体管的一个限制是LED或光电晶体管信号与冲激光的对比强度。当诊断工具被放置到应用检验装配线的末端时，通信速度有助于减少测试每个电器所需的时间。因此，有需要来改进通信探头上的光接收器的响应时间。

发明内容

本发明通过把参考电压转换器提供给通信探头而解决以上的需要和其他的需要。通信探头包括；光接收器，接收来自外部装置的光信号并生成对应的数据信号，以及电压转换器，把来自诊断工具的第一电压信号转换成第二电压信号，该诊断工具被耦合到光接收器上，该第二电压信号被耦合到光接收器上以便于以高速模式操作该光接收器。优选，第二电压由诊断工具的电源来提供，而且电压转换器是一个RS-232接口集成电路。本发明的电压转换器优选把+5V和接地参考信号转换成可以提供给放大器的-12V信号以便于以高速模式操作光接收器，该放大器被耦合到包括该接收器的光电晶体管上。通过把负电压信号耦合到光接收器里的放大器上从而改进了光接收器的响应速度。

引入本发明原理的诊断系统包括有通信接口的诊断工具，有电压转换器和光接收器的通信探头。通过电缆把电压转换器耦合到诊断工具的电源上。电压转换器把第一电压信号转换成第二电压信号，第二电压信号被耦合到光接收器上以便于以高速模式操作该光接收器。诊断系统的诊断工具可以使手持计算机、个人数字助理或者其他便携式计算机。优选，当诊断工具的电源通过通信接口被耦合到光接收器上时，电压转换器是一个RS-232接口集成电路，用来生成负电压参考信号。优选，负电压参考信号是一个至少-12V的信号，而更好的是在由+5V和接地参考信号生成的时候它近似为-12V。

通过参考下面的详细说明和附图，上述特点和优点，还有别的，对本领域普通技术人员来说将变得更容易理解。

附图说明

图1表示示范性洗碗机的部分透视剖面图，本发明的一个或多个特征在此引入；

图2表示示范性电器电路的示意框图，该电路把本发明的一个或多个特征引入；

图3表示按照本发明由洗碗机的控制器执行的一组示范性操作的流程图；

图4表示示范性控制面板的前视图，它用于连接图2的电器电路；

图5表示示范性控制面板和电路板的分解透视图，它可以用于连接图2的电器电路；

图6表示图5的控制面板和电路板的横截面视图，它们被安装在洗碗机框架的一部分里；

图7和8表示示范性控制电路的示意图；它可以被用作图2电器电路的控制电路；

图9A是示范性指示灯电路的示意图，它可以被用来操作一个作为光发射器的指示灯和另一个作为光接收器的指示灯；

图9B是一个光接收器的备用应用示意图，它使用不作为指示灯的光电检测器；

图10表示示范性的真空荧光显示屏(VFD)图，它可以被用作图1洗碗机中的显示屏；

图11表示一个示范性布置方案，其中配置一个诊断工具与图1洗碗机的控制电路进行通信；

图12表示图11的通信探头的分解图；

图13表示图11诊断工具的一组示范性操作的流程图；

图14表示图2的洗碗机电路控制器一组示范性操作的流程图，该洗碗机电路与图11的诊断工具进行通信；

图15表示图11诊断工具和通信探头的框图；

图16A表示图12通信探头的光接收器的示意图；

图16B表示图12的光发射器的示意图；

图17表示用于光通信的图12通信探头的光发射器和接收器装配图，光发射器和接收器在电器指示灯和光电检测器附近；

图18是描绘在图4的控制面板和图12的通信探头之间交换光信号的图形，有相反逻辑极性，该通信探头有相反的逻辑极性；

图19是描绘按照本发明另一个实施方案在图4的控制面板和图12的通信探头之间交换光信号的图形，该通信探头有相反的非数据当前信号却而相同的逻辑极性；

图20是通过电缆互相耦合的通信探头和电池组的框图；

图21是对通过互连直接耦合到通信探头上的电池组的描绘。

具体实施方式

图1表示洗碗机50的示范性实施方案，本发明的一个或多个方面可以在此引入。洗碗机50包括框架51、控制面板52、门53和盆54。门53和框架51限定了外壳，其内放置着盆54。控制面板52固定到框架51上。由门53和框架51形成的外壳还作为本领域公知的控制电路和装置的外罩。门53、框架51和盆54的确切的物理布置是设计选择的问题。例如，在某些实施方案中控制面板52可以被装配到门53上。

图2表示示范性电器电路9的示意框图，该电路把本发明的一个或多个特征引入。电器电路9包括控制电路10和一组机电装置。在此所述的示范性实施方案中，机电装置包括电动机16a、加热线圈16b、通风口16c、水压阀螺线管18a和洗涤剂投放致动器18b。这种机电装置被安置在框架和/或洗碗机的盆内，比如图1的洗碗机50，和其他机电装置一起，比如本领域众所周知的水泵、旋转式洒水器、碗架等等。机电装置和机械装置的确切布置是设计选择的问题。

电器控制电路10控制着一个或多个机电装置的操作以便于完成一个或多个电器操作。在此说明的示范性实施方案中，电器控制电路10控制着装置的操作，这些装置合作进行洗碗操作。然而，应当理解不难采用本发明的原理用在洗衣机、干衣机以及其他电器装置中。

图2的洗碗机控制电路10包括开关输入电路12、光输入/输出(“I/O”)电路14，继电器控制电路16、阀门控制电路18、电动机启动电路20、传感器电路22、控制器24和存储器26。

开关输入电路12包括旋转位置开关32和选择器开关34。按照本发明，旋转位置开关34有与第一电器功能相关的第一位置。例如，第一位置可以是从多个可允许的清洗循环中选择第一清洗循环的位置。按照本发明的一方面，旋转位置开关32进一步包括与第二电器功能相关的第二位置，第二电器功能更改了第一电器功能。例如，可以由一个或多个用户选项来选择第二位置，比如延时启动、喷气式烘干循环、诸如此类。选择器开关34是一个可以被操纵到启动状态的开关。启动状态下的选择器开关34被设计为当旋转位置开关在第一位置上时生成表示选择第一电器功能的信号。启动状态下的选择器开关34被进一步设计为当旋转位置开关在第二位置上时生成表示选择第二电器功能的信号。

旋转位置开关32和选择器开关34可以采用各种形式。下面结合图4说明旋转位置开关32和选择器开关34的示范性实施方案。通常，然而，旋转位置开关32包括多个旋转位置，上面有可以被用户或操作者识别的用户循环选择，而且选择器开关34是实际上导致基于用户选择的输入信号被传送到控制器24的装置。

光I/O电路14包括与电器控制面板外部接口进行通信的至少第一和第二光通信装置，图2中未示出(例如见图9)。第一和第二光通信装置可以用来在控制器24和外部装置之间传送诊断信息。在优选实施方案中，光I/O电路14进一步包括多个指示灯把与洗碗机操作有关的信息传送给人类操作员。按照本发明的一方面，光通信装置中至少一个还作为指示灯把信息传送给人类操作员。

继电器控制电路16是一种电路，被设计为按照从控制器24接收的控制信号控制各种继电器触点的状态。继电器可以工作来启用和停用各种电器机件，例如电动机16a、加热线圈16b和通风口16c。示范性继电器控制电路16被更详细地示出在图8中，下面进一步论述。

致动器控制电路18是一种电路，被设计为按照从控制器24接收的信号控制洗碗机中的一个或多个致动器的操作。在此所述的示范性实施方案中，致动器控制电路18被设计为控制水压阀螺线管18a和洗涤剂投放机件18b的操作。下面结合图8给出与质动机构控制电路18的示范性实施方案有关的进一步的细节。

电动机启动电路20是一种电路，被设计为控制电动机16a的启动绕组19b和19c。按照本发明的一方面，电动机启动电路20包括电流感应电路(下面结合图8论述进一步的细节)被可操作地耦合到电器电动机16a的运转绕组19a上。电流感应电路包括感应电阻，它被构造成印刷电路板上的蚀刻迹线。蚀刻迹线有个设定感应电阻电阻的几何关系。这个电流感应电路尤其提供了一种机构，通过它可以获得与电动机绕组电流有关的信息。这种信息可以被用作许多用途。例如，控制器24可以利用电动机绕组电流信息来确定什么时候启用和停用电动机16a中的启动绕组19b和19c。然而，正如下面要论述的，控制器24还可以利用来自电流感应电路的信息来调整水位。

传感器电路22是一种被设计为提供给控制器24电信号的电路，电信号表示洗碗机操作的被感应条件。例如，在此所述的示范性实施方案中传感器电路22包括温度传感器、土壤传感器和电动机电流传感器。下面结合图8和10给出与传感器电路22有关的进一步的细节。

控制器24是基于处理器的控制电路，可以用作提供控制信号给继电器控制电路16、致动器控制电路18和电动机启动电路20来响应从开关输入电路12和传感器电路22接收的输入信号。控制器24可以适当地包括微处理器、微控制器和/或其他数字和模拟控制电路以及与之相关的附带电路。控制器24优选被设计为在存储器26和/或控制器24内部存储器中所存储的程序指令的基础上执行操作。

存储器26包括一个或多个电子存储装置，该装置可以适当地包括只读存储器、随机存取存储器(“RAM”)、电可擦可编程只读存储器(“EEPROM”)、其他类型的存储器或者以上存储器中的任意组合。在优选实施方案中，存储器26包括可编程非易失性(永久)存储器，例如EEPROM。尤其是，存储器26存储与电动机启动电路20的电流感应电阻相关的校正系数(标定系数)。

洗碗机控制电路10的一般操作中，操作员就是经由开关输入电路12提供作为输入的第一输入信号，该信号表示洗碗机的选择循环操作。例如，第一输入信号可以与完整清洗循环的请求相对应。操作员还可以经由开关输入电路12提供作为第二输入的第二输入信号，该信号表示操作更改选项，比如，例如附加的热烘干循环或者延时启动。包括洗碗机、洗衣机、干衣机诸如此类的大多数电器都有主循环选择这个共同的特点，它可以被一个或多个独立的选项选择所更改。

无论如何，控制器24接收第一输入信号以及，如果可行的话，第二输入信号，因此起动洗碗操作。在典型的清洗循环中，一般循环如下：1)水充满2)洒水3)投放洗涤剂4)洒水5)排水6)水充满7)洒水和8)排水。应当理解像本领域已知的那样上述循环容易更改或转换。

图3表示由控制器24执行来实施洗碗机普通循环操作的一组示范性操作的流程图100。应当理解仅仅以示例方式给出了图3的流程图100，而且本领域普通技术人员容易更改该循环序以适应他们的特定应用。此外，正如下面结合图4所论述的，流程图100的操作可以在用户循环选择输入的基础上变化。尽管如此，流程图100说明了按照该发明所述典型的洗碗机控制器24的一般操作。

在步骤102中，控制器24导致了初始的水充满操作的发生。到最后，控制器24提供信号给致动器控制电路18激励水压阀螺线管18a，由此导致水压阀打开。控制器24进一步提供信号给继电器控制电路16激励加热线圈16b。控制器24然后允许水在预定时间量注入。应当指出，如本领域已知的水压可以由压力感应阀保持固定。所以，控制器24通过控制时间量有效地控制水的水位，从而接近固定流量的水被提供到盆54中。控制器24还利用来自传感器电路22的传感器信号监测水温。

当水位充足时，控制器24就提供信号给致动器控制电路18不激励水压阀螺线管18a，由此导致水压阀关闭。当水温充足时，控制器24就提供信号给继电器控制电路16不激励加热线圈16b。

在步骤104中，控制器导致喷洒操作的发生。在喷洒操作时，洗碗机盆54中的热水被喷洒到盆54各处以便洒到要清洗的物品上。在步骤104中，喷洒操作是作为冲涮前的循环。然而，如果洗涤剂被投放到盆中，那么步骤104的喷洒操作同时冲涮和清洗。为了完成喷洒循环，控制器24提供信号给继电器控制电路16从而导致电动机16a的运转绕组19a被激励。电动机16a带动未示出的水泵，导致水被喷洒到盆54各处。

控制器24进一步提供信号给电动机启动电路20从而导致启动绕组19b和19c之一被激励。正如本领域所知，使用独立的启动绕组使电动机达到速度，然后一旦电动机达到操作速度就激励启动绕组。而后，在电动机稳态操作期间仅仅运转绕组被激励。所以，当电动机16a达到稳态时，控制器24提供信号给电动机启动电路20从而导致启动绕组停止被激励。控制器24利用电流感应电路监测电流(上述结合图2所述)来确定什么时候电动机16a处于稳态。

在步骤106中，该步骤发生在步骤104开始后的预定时间期间，控制器24导致附加的洗涤剂被投放。正如本领域所知，独立的洗涤剂容器被置于洗碗机内在喷洒循环开始后被放开。在此所述的示范性实施方案中，控制器24通过提供信号给致动器控制电路18导致洗涤剂投放机构打开从而导致附加洗涤剂的投放。然而，应当理解可以指利用机械装置来投放附加的洗涤剂。应当进一步理解在某些实施方案中，步骤106可以由排水，充水和喷洒步骤处理从而把在初始喷洒步骤104中生成的脏水从盆54中去掉。

无论在步骤106中投放洗涤剂以前是否换水，控制器24在步骤108中继续喷洒操作以便把水和新投放的洗涤剂一起喷洒到要清洗的物品上。喷洒操作可以从步骤104到步骤108适当地持续发生。在这种情况下，控制器24不必更改电动机继电器或电动机启动控制电路20的状态。

步骤104到108之中在预定的时间量以后，或者至少在步骤108中，控制器24继续进行到步骤110，在这步把水从盆54中排出。到最后，控制器24提供信号给继电器电路16从而打开继电器以便不激励电动机16a。在此所述的示范性实施方案中，控制器24而后提供信号给继电器电路16和电动机启动电路20从而导致水泵电动机16a反向旋转。在此所述的示范性实施方案中，正如本领域已知，电动机的反转导致水泵进行把水从盆54中抽出的操作。然而，在其他实施方案中，独立的电动机和/或水泵可以被用来腾空盆54。无论如何，当控制器24通过传感器电路22检测到低水位时，则控制器24导致电动机16a停止被激励。在此所述的实施方案中，利用电动机运转绕组被电流传感器电流感应可以适当地选择低水位。

步骤112到116表示洗碗机操作的冲涮循环。在步骤112中，控制器24进行与上述结合步骤102所述类似的水充满操作。而后，在步骤114中，控制器24进行与步骤104类似的喷洒操作。如果使用所谓的冲涮辅助容器，控制器24可以在步骤114提供信号给继电器控制装置16从而导致冲涮辅助投放机构打开。无论如何，在步骤114预定喷洒持续时间以后，控制器24进行到步骤116以便把水从盆54中排出。到最后，步骤116与步骤110可以适当地基本上相同。

如以上所述，流程图100的操作从洗碗机到洗碗机可以有点变化。此外，在任何特定的洗碗机内，通过对特定循环和选项的用户选择流程图100的操作可以被改变。然而，无论这种操作如何变化，任何电器都容易从本发明新颖的开关布置获益，本发明在允许用户提供输入来影响洗碗机操作的环境下把旋转开关和选择开关结合起来。

此外，通过把本发明的感应电阻放到使用电流反馈控制电动机或某些其他装置的操作的任何电器中，从而从本发明的电流感应电路获益。此外，通过把本发明的第一第二光通信装置放到任何家用电器中，该家用电器把能完成数据通信的电子控制器引入，从而从本发明的外部通信这一方面获益。的确，通过与上述所述益处中任何单独的或者组合的益处相结合，从而洗碗机或别的电器将有提高。

图4表示示范性控制面板52的前视图，它用来连接图2的洗碗机控制电路10。优选把控制面板52放在洗碗机装置的用户易到达部分。控制面板52提供一个借口，通过它操作员生成控制输入信号而且通过它与洗碗机操作有关的信息可以被传送给用户。到最后，控制面板52包括旋转位置开关32的示范性实施方案，选择开关34的示范性实施方案，以及多个指示灯36a到36i。

如上所述，旋转位置开关32和选择开关34构成图2的开关输入电路12的一部分。旋转位置开关32被以某种方式可旋转地安装到洗碗机上，下面结合图5和6进一步详细说明。旋转位置开关32包括位置指示器35，为旋转位置开关32环形的(即旋转的)位置设定一个参考点。

围绕着在独特环形位置上的旋转位置开关32所安排的是循环选择标记38a到38f和选项选择标记40a到40d。指示灯36a到36d中每一个都被安排挨着对应的选项选择标记40a到40d。

如图4中所示，示范性循环选择标记包括“取消/排水”标记38a、“只涮洗”标记38b、“轻度清洗”标记38c、“中度清洗”标记38d、“重度清洗”标记38e、“锅/平底锅(炊事用具)”标记38f。这样的标记表示可用的循环选择。通过把旋转位置开关32旋转到位置指示器35对准挨着的标记38x从而操作员或用户选择了一个循环，该标记与想要的清洗循环的类型相对应，这里x是a到f中的任意一个。在此所述的示范性实施方案中，操作员进一步操纵选择器开关34以便把循环选择输入到控制器24。

一般，通过改变或调整图3流程图100的操作来执行与标记38a到38f相关的用户循环选择。例如，对“重度清洗、“中度清洗”和“轻度清洗”的选择可以改变步骤104和/或步骤108的长度。在另一个例子中，“只涮洗”的选择可以整个省掉步骤102到110。“取消/排水”的选择导致步骤116直接执行。应当理解本发明绝对不把操作员可用的循环选择限定为任何特定数量或类型。本发明也不限定循环选择和控制器24如何实施这些选择。此外，其他电器比如洗衣机和干衣机必须有一组不同的循环选择。

如上所述选择了循环选择以后，通过把旋转位置开关32旋转到位置指示器35对准挨着的选项选择标记40x从而操作员就选择了一个选项操作，该标记与想要的选项相对应，这里x是a到d中的任意一个。如图4中所示，示范性选项选择标记包括“高温清洗”标记40a、“风干”标记40b、“2小时延迟”标记40c、“4小时延迟”标记40d。在此所述的示范性实施方案中，操作员进一步操纵选择器开关34以便把循环选择输入到控制器24。

一般，不言而喻，与标记40a到40d相关的用户选项选择由控制器24执行。例如，对“高温清洗”选项的选择导致控制器24调整温度阈值，在图3的步骤102中在该阈值上它导致加热线圈16b被激励。在另一个例子中，“风干”的选择导致控制器24完成图3的步骤116以后激励通风口16c和/或加热线圈16b。在步骤116中把水排出以后，通风口16c和/或加热线圈16b帮助放在盆54中的物品变干。“2小时延迟”和“4小时延迟”的选择导致控制器24延迟了图3的流程图100中所标识的操作的开始，一直到对应的延长时间到了。应当理解被提供给操作员的确切的选项选择，以及控制器24如何实施这些选项，主要是设计选择的问题。此外，其他类型的电器必须有一组不同的选项选择。

指示灯36e到36i中每一个都被安排挨着对应的循环状态标记42a到42e。循环状态标记包括“清除”标记42a、“清洗”标记42b、“热水”标记42c、“涮洗”标记42d、“干燥”标记42e。在操作中，一完成图3的步骤116控制器24就激励挨着“清除”标记42a的指示灯36e。在图3步骤104-110期间控制器24激励“清洗”标记42b。在图3步骤102和112期间控制器24激励“热水”标记42c。在图3步骤114和116期间控制器24激励“涮洗”标记42d。在上述选项风干操作期间控制器24激励“干燥”标记42e。

图5和6进一步详细表示在洗碗机框架51的一部分之中控制面板52和控制电路10的示范性机械配置。图5表示与洗碗机框架51分开的控制面板52的分解图。图6表示连同安装在其中的控制面板52一起的洗碗机框架51的局部横截面。

同时参考图5和6，控制面板52包括主要印刷电路板(“PCB”)62、次要PCB64、c和外壳68。主要PCB62和次要PCB64包含控制电路10(见图2)。双开关组件66包括选择器开关34和旋转位置开关32这两个部件。旋转位置开关32包括旋转把手70、旋转轴72、触觉反馈构件73、导电凸轮74和隔圈76。选择器开关34包括按钮78、轴向位移轴80和弹性弹簧触点构件82。主要PCB62进一步包括第一选择器触点84和第二选择器触点86，环形位置触点88a到88j和连续接触环89。

旋转把手70包括基本圆形外圈120和基本圆形内圈122。圆盘形底端表面123从内圈122的底边延伸到外圈120的底边。两个径向构件124和126从底端表面123沿轴向上延伸并按相反方向从内圈120到外圈122径向延伸。位置指示器35(也见图4)被安排在径向构件124上。在内圈122里有制动销128在弦上占用内圈122的一部分。旋转把手70被安排在外壳68的第一面90上面。

旋转轴72包括延长轴130、顶圈132、带齿的圈134、底座136和空心内部137。空心内部137沿旋转轴72的整个长度轴向延伸。顶圈132有直径，被设计得适合在c到最后，顶圈132包括有弦连接的外表面区域138，该区域被设计得允许顶圈132适合在内圈122包括制动销128的这部分里面。除了有弦连接的区域138以外，顶圈132优选还稍微有点截头圆锥体的形状，从底端到顶端向内逐渐变细。(见图6)。

延长轴130从顶圈132沿轴向下延伸并且有比内圈122的内直径小的直径。带齿的圈134在轴向被安排在延长轴下面并且有半径通常超过延长轴130和内圈122的。带齿的圈134包括由径向稍微凹陷而形成的多个齿135，它们被安排在与旋转触点88a到88i相对应的环形位置上。特别是，每一对挨着的齿135都被一个凹陷分隔开。

底座136包括第一空心圈136a和第二空心圈136b。第一空心圈136a被直接安排到带齿的圈134下面而且有稍微超过带齿的圈134的半径的外半径。第二空心圈136b被直接安排到第一空心圈136a下面而且有外半径超过第一空心圈136a的半径的。

一般，延长轴130通过开口94在外壳68中延伸，以便于顶圈132(和旋转把手70)被放置到外壳68的第一表面90上面并且带齿的圈134和底座13被放置到外壳68的第二表面92下面。

触觉反馈构件73包括一个开放的矩形框架138，它有长宽尺寸通常超过带齿的圈134的半径但是通常小于底座136的第二空心圈136b的半径。被安排在框架138两个内边上的是制动销140。制动销140的尺寸被设计以便于每个制动销都可以被凹陷中的任何一个所接收，凹陷在带齿的圈134的齿135之间。框架138通常被安排在带齿的圈134的周围，被套在外壳68的第二表面92和底座136之间的轴向位置上。框架138优选是至少部分可伸缩自如变形的，以便于手动旋转力被施加到旋转轴72上，导致齿135克服并越过制动销140。

导电凸轮74包括锚点142、第一凸轮触点144和第二凸轮触点146。锚点142对于旋转轴72的底座136是牢固的，更特别的是在底座136的第二空心圈136b内。第一凸轮触点144从锚点142开始在切线方向上延伸(相对于旋转轴72的旋转部件)，还倾向于从底座136开始稍微沿轴向下延伸。第一凸轮触点144被安排在径向位置上，与主要PCB62的旋转位置触点88a到88j的径向位置对准。第二凸轮触点146被安排在与第一凸轮触点144在径向上空间分离，但在其他方面倒是用类似方式从锚点142开始在切线方向上延伸。第二凸轮触点144被安排在径向位置上，与主要PCB62的连续接触环89的径向位置对准。

隔圈76包括拱形圈结构148，沿轴向下成拱形同时从圈形结构148内边开始径向向外移动。所以，圈形结构148从基本水平面开始延伸，把靠近内侧边缘的表面径向延伸，向基本垂直，把靠近外侧边缘的表面轴向延伸。隔圈76进一步包括多个轴向延伸的腿150，每个都有各自在其上的制动倒刺152。多个腿150由主要PCB62上的对应孔154接收并通过制动倒刺152对着主要PCB62的背面的啮合保持在孔154内。圈形结构148有外直径被设计得适合在如图6中所示的第一空心圈136a内。

按钮78一般为帽子形状可以滑动地被收到旋转把手70的内圈122。按钮78对于轴向位移轴80是牢固的。按钮78有外半径超过旋转轴72的顶圈132的内半径，由此设定按钮78下行的轴向限制。

弹性弹簧触点构件82包括底圈156、伸缩自如的弹簧部分158和触点/按钮构件160。底圈156有半径被设计得适合在拱形圈结构148内并被他套位，如图6中所示。伸缩自如的弹簧部分158向内径向延伸并从底圈156开始沿轴向上延伸到触点/按钮构件160为止。触点按钮构件160从拱形圈结构148上轴向伸出但在径向被排列在其内。触点按钮构件160包括在它下表面的导电触点，比如碳诸如此类，未示出，被设计为当弹簧触点构件82处于被压缩或被激励状态时接触第一和第二导电触点84和86。在备用实施方案中，弹簧触点构件可以由导电金属或另一种包括导电触点的非导电材料形成。

轴向位移轴80包括延长构件162和底端凸缘164。轴向位移轴80从按钮78到触点按钮构件160以拉长方式延伸。到最后，延长构件162被滑动地安排在旋转轴72的空心内部137中。底端凸缘164有半径超过空心内部137的，由此限制轴向位移轴80在轴向上移。

双开关组件66有效地允许提供两个基本操作，旋转位置开关32的转动，以便允许用户把位置指示器35对准选择循环选择或选项选择(见图4)，以及选择器开关34的动作，来把被选择的循环或选项选择“输入”到控制电路10的控制器24中。

操作员通过抓住旋转把手70进行转动并施加旋转力。对旋转把手70的旋转力通过旋转把手70的制动销128与旋转轴72的有弦连接的区域138之间的啮合转移到旋转轴72。旋转轴72的转动导致齿135越过触觉反馈构件73的制动销140。尤其是，旋转力导致挨着制动销140的齿135对着制动销140推动。对着制动销140的力通过矩形框架138的向外挠曲被减轻了。齿135中的每一个经过制动销140时，矩形框架138的弹性质地导致该矩形框架突然“弹回”，以便于制动销140被接收到带齿的圈134下一个凹陷(齿135之间)之中。在齿135转过制动销140时的挠曲和突然弹动提供了触觉并且优选给用户听得见的反馈，进一步帮助用户把旋转位置开关32对准到与触点88a到88j对应的不连续的环形位置上。应当指出旋转轴72的转动还旋转了凸轮触点74。

当用户把位置指示器35对准与想要的循环或选项选择相关的标记时(见图4)，则用户停止了施加旋转力。当去掉了旋转力时，触觉反馈构件73进一步通过上述弹性特性的操作使旋转位置开关32的啮合的更好了。在最后的环形位置上，第一凸轮触点144与触点88x直接接触通电，其中x是a到j中的某一个，与用户选择相对应的。在所有的位置上，第二凸轮触点146与连续接触环89直接接触通电。因为第一凸轮触点144、第二凸轮触点146和锚点142形成了连续导体，所以导电凸轮74把触点88x与连续导体89电连接。如下面将要讨论的，这样的连接产生了被控制器24识别的唯一信号，它与用户选择相对应。

所以旋转位置开关32旋转到它的环形位置之一有效地产生了被控制器24识别的唯一信号，它表示用户选择。然后控制器24在对与触点88x关的唯一信号进行识别的基础上可以执行与用户选择相对应的操作。

然而，按照本发明的一方面，把用户循环选择信息传达给控制器24的唯一信号没有被识别或起作用，一直到启动选择器开关34。所以，只是把旋转位置开关32对准想要的循环或选项选择不必然导致控制器24执行想要的操作。该选择必须由被启动的选择器开关34 “输入”。

在此所述的示范性实施方案中，为了启动选择器开关34，用户压下按钮78，由此导致其轴向运动。按钮78的轴向运动导致轴向位移轴80同样的轴向运动。轴向位移轴80的轴向运动进而把轴向力施加到触点/按钮160上。触点/按钮160的轴向力导致伸缩自如的弹簧部分158弹性压缩，由此允许触点/按钮160向下轴向移动到第一和第二导电触点84和86。在c下表面上的导体把触点84和86电连接起来。当触点84和86被连接起来时，把信号提供给控制器24，导致控制器24接收、识别或处理由唯一信号，该信号是通过旋转位置开关把选择触点88x与连续接触环89之间电连接起来而产生的。而后，如上结合图3和4所述在用户选择的基础上控制器24执行操作。

图7、8和9共同表示图2控制电路10的示范性实施方案的示意图。图7表示图2控制电路10的示范性实施方案示意图的一部分，包括控制器24和图5与图6的双开关组件66的元件。图8表示控制电路10的一部分，包括继电器控制电路16、致动器控制电路18和传感器电路22。图9表示光I/O电路14。

参考图7，在图7的示范性实施方案中的控制器24包括微控制器U1，可操作地接收划分比例的模拟输入，还接收并生成数字信号。这种装置是本领域已知的。在此所述的示范性实施方案中，微控制器U1可买到的是SG ThomsonST72324K。微控制器U1的附电路包括石英振荡器电路202。应当理解控制器24能够可替代地采用其他形式，比如具有连接到其上的一个或多个模数转换器的微处理器，模数转换器用来接收模拟信号。一个EEPROM U5被串联到微控制器U1并且被设计成存储校准信息、诊断信息和其他必要的数据。

图7实施方案中的开关输入电路12包括多个串联连接电阻器R4、R5、R7、R9、R11、R12、R13、R14、R16和R17，触点88a到88j，导电凸轮74、连续接触环89、滤波电容器C2、滤波电阻器R19、触点84和86、以及按钮/触点160。

电阻器R4、R5、R7、R9、R11、R12、R13、R14、R16和R17被串联连接在大地与偏置电压-VC之间。触点88a被点连接在电阻器R4和大地之间。剩下的触点88b到88j中的每一个都被连接到电阻器R4、R5、R7、R9、R11、R12、R13、R14、R16和R17之中每对挨着的电阻器之间。连续接触环89通过由电容器C2和电阻器R19形成的滤波器被电连接到触点86。触点84被耦合到大地。

由上述说明，本领域普通技术人员将得知电阻器R4、R5、R7、R9、R11、R12、R13、R14、R16和R17形成十级分压器或电压阶。结果，触点88a到88j中的每一个都带有一个由它在电压阶上的位置所设定的唯一电平。在此所述的示范性实施方案中，电阻器R4、R5、R7、R9、R11、R12、R13、R14、R16和R17都有相同的电阻值。结果，经过电阻器P4、R5、R7、R9、R11、R12、R13、R14、R16和R17中每一个的电压下降都是相同的。例如，如果电压-VC等于-10伏特，那么经过电阻器R4、R5、R7、R9、R11、R12、R13、R14、R16和R17中每一个的电压下降就是1伏特。在这样一个例子中在触点88a到88j中每一个上所得到的电平都如下面的表1所列出：

表1

触点电压

88a 0V

88b -1V

88c -2V

88d -3V

88e -4V

88f -5V

88g -6V

88h -7V

88i -8V

88j -9V

如上结合图5和6所述的导电凸轮74可操作地把连续接触环89和触点88b到88j中任一个选择性地耦合起来。在图7中，导电凸轮74被示出在把连续接触环89和触点88c连接到一起的示范性位置上。这个电压通过输入端SWITCHIN传播到微控制器U1，输入端SWITCHIN被耦合在电阻器R19和触点86之间。

如上所述，微控制器U1不自动对来自连续接触环89的电压起作用。取而代之，在对连续接触环89上的电平做出响应以前，微控制器U1必须经由选择器开关34接收触发信号。到最后，当按钮/触点160被启动时，因此触点84和86被电连接起来，那么微控制器输入端SWITCHIN被短路到-VC。微控制器U1被设计成把-VC电压识别为接受输入的触发信号，该输入基于导电凸轮74的位置。

特别是，按照图7中说明的例子当按钮/触点160处与普通的开位置(未启动的)时，SWITCHIN上的电压等于触点88c上的电压。然而微控制器U1不执行响应SWITCHIN上电压的动作。所以，旋转位置开关32的运动和导电凸轮74对于另一个触点88x的所得到的运动，将变更SWITCHIN上的电压但不改变微控制器U1的操作。

然而，如果微控制器U1在SWITCHIN上检测到-VC，那么它就等待直到-VC电压被从SWITCHIN上去掉，读出SWITCHIN上的稳态电压，然后基于该稳态电压执行一组操作。所以，当选择器开关34被启动时，微控制器U1在SWITCHIN上检测-VC，然后等待后来的电压。当选择器开关34被释放时，-VC不再被连接到SWITCHIN。取而代之，来自导电凸轮74位于其上的触点88x的电压被返回SWITCHIN。因此来自导触点88x的电压构成了微控制器U1所检测到的后来的电压。然后微控制器U1执行与用户循环或选项选择相关的操作，用户循环或选项选择与触点88x的位置相对应。

总之，如上结合图5和6所述，经由旋转位置开关32的环形位置传送用户选择，旋转位置开关通过触点88a到88j环形定位。触点88a到88j每一个都提供唯一的电平给微控制器U1，因为它们被连接到多级电压阶电路的不连续位置。所以，微控制器U1所检测到的电平用户所选择的环形位置有唯一对应。

此外，一接收到唯一的激活信号，微控制器U1就仅仅读取阶电压，电平-VC是从选择器开关34的动作得来的。

应当理解，可以容易地采用其他电路来把位置信息传达给微控制器U1。例如，用可变电阻器代替不连续的触点88a到88j，它还能形成基于环形位置提供电平给微控制器的分压器。还有另一个实施方案，88a到88j每个位置触点只被连接到微控制器U1的不同输入端，或者连接到把四数位二元代码提供给微控制器U1的多路转换器。虽然有这些和其他备选方案可行而且仍然从本发明获得了许多益处，但是在此公开的实施方案提供了附加的优点，因为它对微控制器U1需要的输入端最少并且它能够取得比典型的可变电阻器更可靠的输入值间距。一个仅仅需要多加一个微控制器输入端的备选方案，其中触点84和86提供信号给独立的微控制器输入端，与阶电压所提供给相同输入端的极性反向。

图8表示控制电路10包括继电器控制电路16、致动器控制电路18、电动机启动电路20和传感器电路22的这部分电路的示范性示意图。继电器控制电路16包括电动机继电器K1、加热器继电器K2和通风口继电器K3。电动机继电器K1包括线圈204和一组触点206，加热器继电器K2包括线圈208和一组触点210，而且通风口继电器K3包括线圈212和一组触点214。可操作地耦合电动机继电器触点206以便通过电动机的运转绕组19a可选择可控制地使电路使完善。(见图2)。可操作地耦合加热器继电器触点210以便通过加热器线圈16b可选择可控制地使电路使完善。(见图2)。可操作地耦合通风口继电器触点214以便通过通风口16c可选择可控制地使电路使完善。(见图2)。

电动机继电器线圈204通过一对激励晶体管Q6和Q11被可操作地耦合到微控制器U1的输出端MTR COMMON(也见图7)。加热器继电器线圈208通过一对激励晶体管Q5和Q10被可操作地耦合到微控制器U1的输出端HEATER上(也见图7)。通风口继电器线圈212通过一对激励晶体管Q7和Q8被可操作地耦合到微控制器U1的输出端VENT上(也见图7)。

因此，在洗碗机操作期间(见图3和4)，微控制器U1被要求打开电动机16a，微控制器U1提供激活信号给它的输出端MTR COMMON。激活信号通过激励晶体管Q6和Q11被放大。被放大的激活信号激励电动机继电器线圈204，由此导致电动机继电器触点206关闭。电动机继电器触点206的关闭允许驱动(激励)电流流过电动机16a的运转绕组19a。然而，当电动机16a开始运转时，启动绕组19b和19c之一还可以被激励，正如下面将结合电动机启动电路20进一步所论述的。

类似地，在洗碗机操作期间(见图2和3)，微控制器U1被要求激励加热器线圈16b，微控制器U1提供激活信号给它的输出端HEATER。激活信号通过激励晶体管Q5和Q10被放大。被放大的激活信号激励加热器继电器线圈208，由此导致加热器继电器触点210关闭。加热器继电器触点210的关闭允许电流流过加热器线圈16b，由此生成热。

类似地，在洗碗机操作期间(见图2和3)，微控制器U1被要求激励通风口16c，微控制器U1提供激活信号给它的输出端VENT。在此所述的示范性实施方案中，在执行图3的步骤116以后的选项“风干”操作期间可以使用通风口16c。无论如何，通风口激活信号通过激励晶体管Q7和Q8被放大。被放大的激活信号激励通风口继电器线圈212，由此导致通风口继电器触点214关闭。通风口继电器触点214的关闭通过通风口16c关闭了电力电路，由此激活了通风口16c。

传感器电路22包括土壤传感器216、温度传感器218和电流传感器220。土壤传感器216通过调节电路222被耦合到微控制器U1的输入端SOIL SENSOR上。温度传感器218通过调节电路224被耦合到微控制器U1的输入端TEMP上。电流传感器220通过调节电路226被耦合到微控制器U1的输入端ISENSE上。

一般，土壤传感器216和对应的调节电路222合作生成信号，该信号具有表示土壤水平的质量，它是微控制器U1可识别的。微控制器U1还使用来自土壤传感器216的土壤传感器信号来改变喷洒步骤的持续时间(例如图3的步骤104-108)，或者来导致清洗循环一个或多个步骤的重复。

温度传感器218和对应的调节电路224合作生成信号，该信号具有表示水温的质量，它是微控制器U1可识别的。微控制器U1基于水温信号控制加热器继电器K2的操作。

电流传感器220和对应的调节电路226合作生成信号，该信号具有表示电动机16a的运转绕组19a中的电流水平的质量。按照本发明的一方面，微控制器U1利用电动机16a的运转绕组19a中的电流水平来确定是激励还是不激励电动机中的一个或多个启动绕组19b和/或19c。如本领域已知的，激励电动机中附加的启动绕组是有利的。电动机达到它的稳态速度以后，该附加的启动绕组不再需要被激励。

为此，微控制器U1处理在它的输入端ISENSE上所接收电流感应信号并且可控制地激励或不激励电动机16a的两个启动绕组之一。参考电动机启动电路20和图7，微控制器U1包括输出端CCW和输出端CW，它们被耦合到电动机启动电路20上。输出端CCW通过激励晶体管Q230被耦合到三端双向可控硅开关Q231的控制输入端上。可操作地耦合三端双向可控硅开关Q231以便通过电动机16a的逆时针方向绕组19c可控制地连接与断开电路。(见图2)。到最后，三端双向可控硅开关Q231的一侧被耦合到电动机无极线路上而另一侧被设计耦合到电动机16a的顺时针方向绕组19b。(见图2)。

通常再参考传感器电路22，。在此所述的示范性实施方案中的电流传感器220时一个阻值较低的分流电阻器。在图7的实施方案中，分流电阻器220有大约0.045欧姆的电阻值。按照本发明的一方面，分流电阻器220被形成了主要PCB62上的蚀刻路径。

特别是，图10示出PCB62的示范性迹线设计图。图10示出处于未在板上组装状态的主要PCB62。被在板上组装的时候，控制电路10的图7和8中所说明的各种元件被安装到主要PCB62上。主要PCB62上的迹线连接着PCB62上安装的各种元件。

如上所示，然而电流传感器220不是一个安装在主要PCB62上的独立装置，而是由迹线之一形成的。例如，在图10种，电流传感器220是一个有几何形状的迹线，主要是它的长度和宽度，被设计来创建大约0.045欧姆的电阻。宽度必须足够来运载电动机16a的运转绕组19a的电流。在此所述的实施方案中，电流传感器220的迹线包括多个转向线221a以便于在电路板表面所限定的区域内获得想要的长度。然而，应当理解也可以利用其他迹线几何形状并且仍从本发明的获得许多益处。图10进一步示出构成开关触点88a到88j以及接触环89的迹线。

电流传感器220作为PCB62上的迹线引入有助于减少整体花费。现有技术电流感应电阻器有小于一欧姆的电阻常常由卷曲的导线组成，这在制造和集成到电路板上两方面都是昂贵的。作为电流传感器220迹线的使用使花费较小，而且导电迹线非常适合小电阻值。

再参考图8，电流传感器220被采用耦合到测量点228上，又被采用耦合到电动机的运转绕组上。电流传感器220被采用耦合到电动机无极性那侧。结果，电流传感器220代表一个从运转绕组到大地非常低电阻的路径，由此形成分流。微控制器U1输入端ISENSE然后通过串联电阻器R32(10千欧姆)和R220(10千欧姆)被耦合到测量点228上。偏置电阻器R33(59千欧姆)和保护二极管D221被耦合到两个电阻器R32和R220的连接点与偏置电压之间。电容器C220(0.01微法)被耦合到两个电阻R32和R220的连接点与大地之间。

一般，流过电动机16a的运转绕组19a的电流几乎整个通过电流传感器220被分流到大地，因为其他任何一个路径都穿过电阻大得多的电阻器R220。然而，应当指出，通过二极管D220的备用路径被提供的话电流传感器220就变成断路了。不过，普通环境下，在参考点228上所测量的电压提供了一个运转绕组电流的近似值，该电压被电流传感器220的电阻分压。在参考点228上的电压信号通过调节电路226被提供给输入端ISENSE，由电阻器R32、R220、R33、二极管D221、D220和电容器C220。所以，在输入端ISENSE上的电压信号代表流入电动机16a的运转绕组19a中的电流。如上所述被配置，在输入端ISENSE上的信号有追踪运转绕组电流波形的波形。

然后微控制器U1可以利用ISENSE信号波形来控制洗碗机的不同方面。如下面所论述的，微控制器U1基于运转绕组电流的幅度来确定是否与何时激励和不激励电动机16a的启动绕组19b或19c。一般，当电动机16a启动时，运转绕组电流往往是较高的。结果，ISENSE信号将同样有较高幅度。给微控制器U1编程，从而使得当ISENSE信号有较高幅度时启动绕组19b或19c被激励。在电动机16a达到它的运行速度以后，通过运转绕组19a的电流下降。因此，微控制器U1使得当ISENSE信号幅度落到低于某个阈值时启动绕组19b或19c停止被激励。

此外，微控制器U1可以至少部分基于运转绕组电流的相位来确定是否打开水压阀以调整盆54中的水位，还可以从ISENSE信号波形检测运转绕组电流的相位。

特别参考启动绕组的控制，在示范性操作中微控制器U1启动电动机，例如，以便开始图3步骤104的喷洒操作。为了启动电动机，微控制器U1提供一个信号给它的输出端MTR COMMON和它的输出端CW。在输出端CW上的信号运作以打开耦合三端双向可控硅开关Q241，由此把顺时针方向启动绕组19c连接到电动机无极性端。在输出端MTR COMMON上的信号导致继电器触点206把电动机16a的绕组19b和19c连接到公共电力接头上。结果，电动机16a的运转绕组19a和顺时针方向启动绕组19c被激励并且电动机16a开始以顺时针方向旋转。当电动机16a开始接近它的稳态速度时，在运转绕组19a中的电流的幅度(和顺时针方向启动绕组19c)将开始降低。所以，在微控制器U1的输入端ISENSE上信号的幅度也降低。当输入端ISENSE上的信号的幅度落到预定的水平之下时，微控制器U1把信号从输出端CW上去掉。结果，耦合三端双向可控硅开关Q241被关闭并且顺时针方向启动绕组19c是断路的。ISENSE的预定水平是与运转绕组电流对应的水平，运转绕组电流是与处于或靠近稳态运行的电动机一致的。在稳态，电动机不再需要激励启动绕组。本领域普通技术人员容易确定恰当的运转绕组电流水平，在该水平就关闭启动绕组电流。

电动机16a和仅仅在运转绕组19a中的电流一起继续在稳态运行。当微控制器U1止住电动机16a时，如步骤108的完成，那么微控制器U1把该信号从输出端MTR COMMON上去掉。从输出端MTR COMMON去掉该信号导致电动机继电器线圈204打开电动机继电器触点206，由此停止激励启动绕组19b。

通过利用其CCW输出代替CW输出执行如上所述同样的操作，微控制器U1还可以使得电动机16a逆时针方向运行，该运行被用在图3的水排出步骤110和116的期间。

应当理解，电流传感器220优选有高精确度(即电阻值的极小偏差)。在某些情况下，比如图10中的例子所示，在电路板上的迹线所形成的低电阻电阻上不容易取得高精确度。即使电流传感器电阻值上的较小误差(例如0.049欧姆代替了0.045欧姆)也能导致在微控制器U1控制操作上不可预料的结果。例如，考虑一种情形，在这种情形下微控制器U1理想地使电流从启动绕组上去掉，当运转绕组电流是N安培时，电流传感器220的标称(理想)电阻是0.045伏特。在这种情形下，给微控制器U1编程使得当电流传感器220上电压下降了N/0.045时启动绕组电流被去掉。结果，当测量点228上的电压被检测到相对于电动机无极性端为N/0.045伏特时，微控制器U1就使得电流被从启动绕组上去掉。然而，如果电流传感器220的实际电阻是0.049欧姆，当测量点228上的电压是N/0.049伏特而不是N/0.045时，那么运转绕组电流是N。不过，当测量点228上的电压为N/0.045伏特时，微控制器U1就使得电流被从启动绕组上去掉。当测量点228上的电压为N/0.045伏特时，由于电流传感器220上的误差实际电流幅度比N高。所以，微控制器U1会在要求时间前关闭启动绕组电流。

为了在操作中避免这种不可预料的结果，微控制器U1可以被设计成补偿电流传感器220的误差(电阻的变化)。为了补偿电阻误差，微控制器U1用电阻误差量对ISENSE上信号的幅度数字定标。所以，如果电流传感器220的实际电阻是0.049欧姆，那么微控制器U1会用0.045/0.049对ISENSE信号定标。所以，在N/0.045上把电流去掉被取代为在(0.045/0.049)*N/0.045或N/0.049上把电流去掉。如上所述，如果电流传感器220的实际电阻是0.049欧姆，那么当测量点228上的电压幅度是N/0.049时，电流是N。

形成蚀刻电流传感器220以后经过任何时间都可以确定电阻误差率，甚至在在组装主要PCB62以前。由所确定的误差获得的补偿系数然后可以被存储到EEPROM U5(见图7)或者其他非易失性存储器(大体上见图2的存储器26)内。通过提供可编程的存储器，其中存储着补偿系数，利用蚀刻电阻器所引起的误差的易变性被调节。特别是，因为电阻值较低(即小于十分之一欧姆)，即使在迹线厚度、几何形状或宽度上的小变化也能明显改变电阻值。因此，电阻误差能作为制造偏差的函数而变化，由此要求常规补偿在每个装置中。用来存储补偿系数的可编程存储装置的使用考虑到了每个装置的常规校准。

不过，如果制造偏差足够小使得不需要补偿，那么完全不需要使用补偿系数了。

致动器电路18包括阀门致动器电路230和洗涤剂/涮洗辅助致动器电路232。阀门致动器电路230包括对AC无极性端门控水压阀螺线管的半导体开关Q250，未示出。微控制器U1的输出端A VALVE CNTL被连接到开关Q250的控制输入端。洗涤剂/涮洗辅助致动器电路232通过耦合三端双向可控硅开关Q260被类似地控制。在此所公开的示范性实施方案中，洗涤剂分配器投放机构通过第一二极管D260被耦合和涮洗辅助分配器通过第二二极管D261被耦合。第二二极管D261相对反向偏置第一二极管D260。这样配置，如果微控制器U1只在线电压的正半周期激励耦合三端双向可控硅开关Q260，那么只有涮洗辅助分配器被启动。如果微控制器U1只在线电压的负半周期激励耦合三端双向可控硅开关Q260，那么只有洗涤剂分配器被启动。用这种方式，可以利用单一的微控制器输出端和单一的半导体开关被独立控制两个分离的装置。

图9A是示出示范性控制电路包括光I/O电路14那部分的示意图。光I/O电路14包括多个指示灯36a到36i，在此所述的示范性实施方案中它们是标准的发光二极管(“LED”)，比如加利福尼亚Palo Alto(地名)的AGILENT所卖的被器件号HLMP3301所标明的LED。光I/O电路14还可以进一步包括光检测器37，用检测器LED的形式，这种LED比如缅因州南波特兰的仙童半导体(FairchildSemiconductor)所卖的由器件号MV-8111所标明的那些。

一般，指示灯36a到36i被可操作地连接到微控制器U1上。在洗碗机操作期间的选择时间上，微控制器U1可控制地激励指示灯36a到36i。特别是在如现在所述的洗碗机操作期间，微控制器U1可控制地激励指示灯36a到36i。当和如果“高温清洗”选项被操作员选择(见图3)，指示灯36a被激励并因此发光。当和如果“风干”选项被操作员选择(见图3)，微控制器U1类似地激励指示灯36b。当和如果“2小时延迟”选项被操作员选择(见图3)，微控制器U1同样地激励指示灯36c。当和如果“4小时延迟”选项被操作员选择(见图3)，微控制器U1可控制地激励指示灯36d。在洗碗机50操作期间，微控制器U1进一步可控制地激励与挨着灯36e到36i所放置的标记相对应的指示灯36e到36i(见图3)。

在图9A中所描绘的示范性实施方案中，指示灯36a到36i被耦合到微控制器U1的输出端A1到A5上，以及输出端L1到L2上。第一LED驱动晶体管Q1被耦合到微控制器输出端L1和指示灯36a到36e中每一个的正极之间。第二LED驱动晶体管Q2被耦合到微控制器输出端L2和指示灯36f到36i中每一个的正极之间。指示灯36a和36f的正极通过220欧姆的电阻器R18耦合到微控制器U1的输出端A1。指示灯36b和36g的正极通过220欧姆的电阻器R47耦合到微控制器U1的输出端A2。指示灯36c到36h的正极通过220欧姆的电阻器R45耦合到微控制器U1的输出端A3。指示灯36d到36i的正极通过220欧姆的电阻器R6耦合到微控制器U1的输出端A4。指示灯36e的正极通过220欧姆的电阻器R36耦合到微控制器U1的输出端A5。因此，通过提供输出信号微控制器激励每一个指示灯36x，该输出信号在不是L1就是L2与A1、A2、A3、A4和A5中某一个之间的唯一组合上。例如，为了激励指示灯36h，微控制器控制L2与A3两个。

按照本发明的一方面，光I/O电路14可以控制指示灯36a到36i中的一个或多个以完成微控制器U1和外部诊断电路之间的通信，指示灯作为选项通信装置。指示灯中的一个或多个的使用既是作为指示灯又是作为选项通信装置，这就减少了为行使光通信装置功能添加发光部件的需要。

在图9A中所示的示范性实施方案中，指示灯36i被控制作为光发射器以及如上所述的指示灯。图9B的光检测器37可以被添加到光电路14中作为光接收器但不作为指示灯。然而，通过修改与指示灯36a到36i中某一个相关的电路从而被选择的指示灯可以作为光接收器。为了简化对这个应用的说明，指示灯36j被如图所示配置作为图9A中的光接收器。为了使这个应用可行，指示灯36j还请求访问控制面板52的表面，像图4中所示的其他指示灯可以访问那样。如图9A中所示，指示灯36j有正极被耦合到晶体管Q2的发射极和负极通过电阻器R36被耦合到微控制器输出端A5。包括R40和R42的分压器被耦合穿过指示灯36j而且分压器的中间节点被耦合到晶体管Q4的基极。Q4的发射极被耦合到指示灯36j的负极和电阻器R42的一端，Q4的集电极通过电阻器R3被耦合到大地。当洗碗机50不作为洗碗机工作时，微控制器U1把L2保持在高阻抗状态而输出端A5被保持为负偏置，所以光脉冲在指示灯36j上的冲击导致指示灯36j上发生电压下降。所得到的电压被加在晶体管Q4的基极上以使晶体管正向偏置，所以大地通过R3和Q4被耦合到输出端A5上的负电位上。因此，微控制器U1的RX引脚上的电压下降来表示光信号的发光脉冲。缺少发光脉冲导致RX引脚上的信号返回到大地。因此，把指示灯36j与Q4、R40、R42和R3配置一起使得，当微控制器U1把输出端A5保持在负电位上时指示灯36j能够作为光接收器工作。

如上结合图4所示，指示灯36i挨着光检测器37被放置。为了给光发射器和接收器设计一个更紧凑的外壳，作为光发射器和光接收器工作的部件放置得互相临近使通信探头可行，下面将更详细地说明。在本发明的实施方案中，可以选择两个指示灯作为光发射器和接收器工作。优选，这两个被选择的指示灯被放在指示灯36a到36i的不同组内。即一个指示灯被选择作为光通信装置，比如光发射器，可以被放在指示灯36a到36e这一组内，它们通过通信控制部件不耦合到微控制器U1上，晶体管Q1和另一个被选择作为像光接收器这样的光通信装置的指示灯，可以被放在指示灯36f到3j这一组内，它们通过共同的控制部件晶体管Q2耦合到微控制器U1上。这种布置使微控制器U1能够独立操作这两个被选择的指示灯。优选，这两个被选择作为光通信装置工作的指示灯还被放置得互相临近使通信探头能被设计得更紧凑。因此，例如，指示灯36b优选与36f或36g配对(图4)作为光发射器和接收器对，而指示灯36c优选与36g或36h配对作为光发射器和接收器对。

如果指示灯中的某一个没有被配置成光接收器，那么光检测器可以被独立地提供作为光接收器。如图9B中所示光检测器37可以被配置并耦合到微控制器U1上作为光接收器工作。如图形中所示，光检测器37通过晶体管Q3被耦合到微控制器U1的输入端RX上。特别是，光检测器37的正极被连接到晶体管Q3的基极，它是一个NPN双极面结型晶体管，而且光检测器37的负极被耦合到偏置电压电源(-5V)。晶体管Q3的发射极也被耦合到偏置电压电源(-5V)。220千欧偏置电阻器R2被耦合到偏置电压电源和晶体管Q3的基极之间，而晶体管Q3的集电极通过47千欧偏置电阻器R3被耦合到大地。微控制器U1的输入端RX被耦合到晶体管Q3的集电极以接收与激励光检测器37的光信号相对应的电信号。在此所述的示范性实施方案中，指示灯36a到36i、光检测器37、电阻器R2和晶体管Q3被安排在次要PCB64上。其他所有的元件都被安排在主要PCB62上。(图5)

在操作中，指示灯36i可以行使光发射器的功能而且光检测器37可以行使光接收器的功能。为了发射数据信号，微控制器U1在它的输出端L2和A4上提供控制信号以发送数据。微控制器U1可以通过输出端A4提供负电位给负极而使指示灯36i负偏置，然后用串行数据信号驱动晶体管Q2的基极从而通过指示灯36i发送数据流，就作为光发射器工作了。或者，微控制器把L2保持在地电位，然后用A4上的数据信号选择性地偏置指示灯36i的负极从而通过指示灯36i发送数据流，就作为光发射器工作了。两种操作方法哪一个都能使指示灯36i作为光发射器工作以响应数据信号并生成相应的光信号，该光信号可以由光接收器所接收，所以洗碗机50的控制面板52把数据传送给电器的外部光接收器。

为了接收来自外部发射器的数据信号，图9B的光检测器37被来自外部光发射器的发光/光信号选择性地激励。该光信中的光脉冲导致光检测器37被正向偏置，所以电压被施加到晶体管Q3的基极，这就在晶体管Q3的基极/发射极引线上提供了正向偏置。当基极/发射极引线被正向偏置时，则晶体管Q3的集电极被耦合到负偏置电源，该电源被耦合到发射极，而且在RX上的电压明显下降。因此，在微控制器U1的输入端RX上产生与光信号对应的电信号，该光信号在光检测器37上冲击，所以在微控制器U1可以从外来源接收数据消息。

作为光通信装置操作指示灯36i和光检测器37使像洗碗机50这样的电器能够与外部装置进行通信。优选，外部处理装置是一个包括一个或多个数字处理电路的诊断工具。诊断工具可以通过指示灯36i从微控制器U1接收诊断信息或其他信息。数据消息被从诊断工具发送到电器是通过光检测器37或其他那些指示灯中的某个，如图9A中所示它被配置作为光接收器。

在某些电器中，真空荧光显示屏(VFD)被用来提供对电器操作的指示，而不是标记和指示灯。如图10中所示，VFD通常包括玻璃衬底232，上面放置着像电路234这样的半导体电路和多个荧光像素236。可以在玻璃衬底232上覆盖一个暗层238以提供对比度给受激像素，从而电路232上的像素236所显示的字符有更好的能见度。驱动多个半导体电路来选择性地激励荧光像素并生成显示字符以显示与电器操作有关的数据。然而，荧光像素不产生充分的光亮而且不能被有效地控制用作低强度光发射器和接收器。

为了在利用VFD的电器中提供光接口，在真空荧光显示屏里提供孔径242，优选通过暗衬底，以便把它和装在VFD后面的指示灯对齐。优选，有两个孔径242在VFD中形成而且有两个指示灯装在VFD后面，所以电器可以操作两个指示灯作为光发射器和光接收器。更好的是，两个孔径优选形成在互相有足够空间间隔的位置以减少出现导致光杂波的反射光的可能，它们互相之间要离得足够近以便于通信探头外壳保持小巧。如图10中所示，第一孔径242a被放在半导体电路234的一侧，第二孔径242b被放在半导体电路234的相反一侧242b。在制造显示屏时，孔径242a和242b可以在衬底238上用蚀刻或者别的方式形成。把孔径242a和242b放置得每个都与装在显示屏后面的LED或其他指示灯对齐。当如上所述配置LED时，例如一个可以被操作发射穿过孔径242a的光信号，从而它可以被通信探头的光接收器所接收。同样，另一个指示灯可以被操作为光接收器以便光信号通过孔径242b被通信探头的光接收器所接收。还可以用光检测器或装在显示屏底面的光电晶体管与孔径之一对齐来实施光接收器。当被如上所述配置时，光检测器或光电晶体管作为光接收器响应。

通过在VFD230的衬底238中提供径242a、242b从而光发射器和接收器可以与装在显示屏后面的第一和第二指示灯对齐，光接口被提供给利用VFD而不是指示灯以及利用标记来显示操作数据的电器。当VFD包括暗层和在暗层中形成的孔径时，基本上不与孔径之一对齐的反射光被吸收。因此，指示灯被操作为光发射器和光接收器不太容易有反射光引起的光杂波。当指示灯被放到没有暗层的VFD后面时，在某种程度上是这样，因为VFD通常比显示屏所安装的区域外边的电器控制面板表面更暗。

图11示出一个示范性布置方案，其中一个示范性诊断工具240以手持计算机的形式被配置，指示灯和光检测器被放置在中央面板52上，从而当他们被操作为光发射器和接收器时通过它们获得来自微控制器U1的信息。虽然诊断工具240被示出为手持计算机或个人数字助手，但诊断工具240可以是任何其他类型的便携式计算机。还有，诊断工具240可以是固定计算机，例如在把电器运送到出售点以前，为了通过光接口来检验电器把它放置在电器装配线的末端。

如图11中所示，诊断工具240由电缆244电耦合到通信探头246上。通信探头246被配置来与洗碗机50进行光通信。尤其是，通信探头246包括光发射器和光接收器，它们分开的空间距离近似为光检测器37和指示灯36i之间的距离。通信探头246的光发射器和光接收器被安排，从而当光发射器与光检测器37对齐时，通信探头246的光接收器与指示灯36i对齐。还在通信探头246中提供电子线路，从而从洗碗机50的指示灯36i所接收的光信号被转换成电数据信号并且经由电缆244被返回给诊断工具240进行处理。诊断工具240可以通过经由电缆244发送数据信号给探头246来发送数据消息给洗碗机50，在探头246上它被探头246的光发射器转换成光信号。从探头246的光发射器所发射的光信号可以被洗碗机50的光检测器37所接收并且所接收的对应电信号在微控制器U1的输入端RX上进行处理。因此，利用电器上已有的一个或多个指示灯而获得接到洗碗机50上的低强度光接口。因为电器的指示灯有较低强度，所以需要把通信探头246放置得靠近洗碗机50的控制面板52。下面更详细地讨论探头246的光发射器和接收器的空间关系。

虽然图11中所示的本发明的示范性实施方案描绘了把探头246耦合到诊断工具240上的电缆244，探头246可以被直接耦合到诊断工具240上或被引入诊断工具240的外壳中。在这个布置方案中，工具240逼近指示灯36i和光检测器37从而通过控制面板与洗碗机50进行通信。然而，这个布置方案不是要求用户拿着诊断工具240与指示灯36i和光检测器37对齐，就是要求耦合器268把安全诊断工具240加固到控制面板52上。因此，优选使用电缆244把探头246耦合到诊断工具240上。

图12进一步详细示出通信探头246示范性实施方案的分解视图。通信探头246包括由后构件248和前构件254形成的外壳一边提供内部256。通信探头246进一步包括光接收器250和光发射器252，它们被装在支撑258上放进内部256。支撑258可以是被固定在内部256里的印刷电路板。它们分开的空间距离近以为光检测器37和指示灯36i之间的距离。前构件254包括孔径260和262，当外壳被装配时它们与接收器250和发射器252对齐，以便于接收器250和发射器252通过外壳外部的元件进行光通信。孔径260和262可以是完全开放的或者它们包括基本透明的(或是别的光学透射)元件，比如透镜。

通信探头246进一步包括光接收器250和光发射器252，包含电子线路的电子模块265，用来根据从诊断工具240所接收的数据信号而驱动光发射器252并且用来把从光接收器250所接收到的信号发射到诊断工具240。电子模块265的电子部件可以共同经由支撑258上的印刷电路板被附着被电耦合。电子模块265可以包括连接头264用来接收电缆244的连接头264，以便把电缆244内的导线耦合到电子模块265内的电子线路。连接头266还把模块265的电子线路耦合到来自诊断工具240的电源电压信号。优选，模块265中的集成电路RS-232把从诊断工具240所接收的电源电压信号转换成在探头适合用在246的优选实施方案中的电平信号。图12中所示的示范性实施方案中，连接头264和266是RS-232连接头，每个都有九个引脚。然而，也可以利用其他引脚排列方式和引脚数目。当然，也可以利用其他电气规格和连接头排列方式，只要不脱离本发明原理。

可以给探头246提供外壳耦合器268用来可移动地把探头246固定到控制面板52上，用来在通信探头246的光接收器250和光发射器252与洗碗机50的指示灯36i和光检测器37之间进行光通信，当它们如上所述作为光发射器和接收器而工作时。耦合器268可以是一个或多个吸盘，用来衔接控制面板52的表面，它们也可以是一个或多个磁铁，所提供的由像金属板这样的材料构成的控制面板52被吸附到磁铁上。

操作中，一个用户把探头246的光发射器252和光接收器250与指示灯36i和光检测器37分别对齐。使探头向着控制面板52前进直到耦合器268衔接控制面板并且通信探头246被固定到该控制面板上，以便于把光接收器250和发射器252与邻近的指示灯36i和光检测器37分别对齐，从而在诊断工具240和洗碗机50之间的数据进行光通信。如果有点没对准，用户可以沿着控制面板52朝任一方像滑动探头246直到诊断工具240和微控制器U1建立通信，表示光接收器250和发射器252与指示灯36i和光检测器37充分对齐了从而进行通信。

还可以利用其他类型的耦合器来把探头246固定得与控制面板52相邻。例如，可以在探头246上安排机械装配协同洗碗机框架51的机械特征，把探头246的光发射器和接收器与控制面板52的指示灯36i和光检测器37对齐。的确，如果对应的对齐支撑被安排到洗碗机控制面板52上，探头246的形状就可以被用来把探头246耦合到面板52上。然而，磁铁或吸盘的使用提供了额外的优点，就是无需对现有的电器面板进行任何专门的机械修改。

图13和14示出诊断工具240和微控制器U1之间典型的通信操作中操作进行的示范性流程图。图13示出诊断工具240在与电器通信期间进行的操作，图14示出微控制器U1在与诊断工具240通信期间进行的操作。

参考图13，诊断工具240通过生成握手或“唤醒”消息或信号模式，自发重复地，从而开始通信操作(框302)。“唤醒”消息被重复直到诊断工具240从电器接收到应答消息或信号，工具240与该电器通信(框304)。响应应答消息的接收，诊断工具240优选提供一个看得见后或听得见的信号给人类操作员确认与电器控制电路进行的通信已经被建立。这个确认信号可以被用来帮助技术员把通信探头246的光发射器和接收器与控制面板52上的指示灯36i和光检测器37对齐。一旦接收到看得见后或听得见的指示，技术员就停止移动探头246(框304)。

而后，诊断工具240导出一个数据请求消息(框306)。特别是，诊断工具240可以形成一个数据消息，请求来自微控制器U1的特定类型的数据。如下面进一步论述的，微控制器U1可以被配置存储各种诊断或操作统计量或数据。因此，诊断工具240可以请求一个微控制器U1所储存数据的特定的子集。诊断工具240可以使用任意数目的机构来允许用户指定从洗碗机控制电路10取回数据的类型。在被选实施方案中，预先确定从微控制器U1取回数据的类型，由此使得数据请求消息的导出潜在地不需要了。

该方法继续，响应数据请求消息的发送，诊断工具240接收来自微控制器U1的数据并确定所接收的数据是否有效(框308)。到最后，诊断工具240利用多个已知方法中任一个检查数据完整性而且还确定所接收的信息是否有正确的协议。如果没有接收到有效数据，那么诊断工具240可以导出另一个请求(框306)并发送数据请求消息。然而如果接收到有效的响应信号，那么诊断工具240可以基于所接收的信息来存储、打印和/或显示信息(框310)。在显示或打印以前诊断工具240可以进一步处理数据，也可以直接显示或打印所取回的数据。

诊断工具240可以确定任何附加数据是否将被洗碗机控制电路10请求(框312)。例如，诊断工具240可以经由屏幕显示就附加数据是否将被请求来询问技术员或操作员(框306)。如果附加数据将被请求，那么诊断工具240可以生成另一个数据请求消息(框306)。不然，诊断工具240就完成通信操作。进一步处理，通信操作完成以后，由此得到的所取回数据或信息的显示和打印就可以被完成了。

图14示出微控制器U1的操作，可以把它与图13中所述的通信操作共同执行。微控制器U1可以周期性地扫描输入端RX看是否有诊断工具240所生成的握手或“唤醒”信号(框322)。这种发生在洗碗机操作期间的周期扫描可以利用典型中断或轮询处理。因为洗碗机50的操作通常没有计算强度，周期扫描可以容易地每秒钟进行几次不使上面结合图3所述的洗碗机操作的性能降低。微控制器U1确定是否检测到握手或“唤醒”信号(框324)，如果微控制器U1没认出握手消息那么微控制器U1继续它的周期扫描(框322)直到检测到握手或信号。

当微控制器U1没认出适当的握手或“唤醒”信号时(框324)，那么微控制器U1利用指示灯36i把应答消息发送给诊断工具240(框326)。然后微控制器U1经由光检测器37接收由诊断工具240所生成的数据请求消息并且语法分析该消息以确定被诊断工具240所请求的数据的类型(框328)。被请求的诊断数据可以被本地存储在微控制器U1内或在EEPROM U5中。通常从洗碗机50传送来的诊断数据包括在洗碗机50操作期间所收集和所存储的数据。这种数据可以包括统计量或与被检测的出界条件有关的信息。例如，如果温度传感器达到某个温度或者如果温度下落达到一个特定温度，微控制器U1就记录一个出界事件。其他诊断数据包括机器所运转的循环数目的计数、电动机16a已经工作的小时数或者类似的使用信息。所获诊断信息的类型的确切性质和它被存储的方式基于特定应用的需要和策略而变化。

微控制器U1从存储器(内部存储器或EEPROM U5)中取回被请求的数据，而且如果必要，就处理原始数据以获得被请求数据的类型(框330)。微控制器U1经由指示灯36i把所取回的数据发送到诊断工具240(框332)。到最后，微控制器U1把响应数据消息配置成诊断工具240所期望的格式。

微控制器U1确定是否有任何进一步的数据请求信号被生成(框334)。如果在超时前没有接收到这样的新请求，那么微控制器U1继续周期性地监测看是由有握手或“唤醒”信号(框322)。如果接收到附加的请求，那么微控制器U1接收并实施该数据请求(框328)。或者，微控制器U1可以直接返回去扫描握手信号(框322)而不检查附加数据请求消息(框334)。在这个方法的实施中，用与处理初始数据请求相同的方式处理附加的请求。

一种系统和方法，用来实施对探头246和电器之间通过光接口进行通信的管理，在名为利用控制面板指示器通过光接口与电器通信的系统和方法的共同未决的专利申请中被公开，这篇在2003年6月24日提交的申请序列号为10/348,305，这篇申请归本申请的受让人所有而且特意在此引入作为整体上的参考。

诊断工具240和通信探头246之间电力和数据耦合的示范性实施方案被示出在图15中。所示诊断工具240是一个包括电源278、微处理器270和通信接口272的手持计算机。当然，诊断工具240可以有其它电子线路，包括但不限于，显示驱动器、存储器和用户接口电子线路。通信接口272把电缆244的电源导线274耦合到电源278上并且把电缆244的数据导线276耦合到微处理器270上。电源导线274和数据导线276的数目可以不同于图15中所示的电源和数据导线的数目。

优选，通信接口272是一个可以用在大多数手持计算机中的RS-232接口，这样的计算机比如掌控(Palm Pilot)个人数字助理。然而，通信接口272可以是任何类型的通信接口，通常生成用来在电缆244的电源导线274上发送的参考电压信号。参考图15，连接头接收电源导线274上的参考电压信号并把它们传递给电源280为了在探头246内使用。电源280把探头246内的参考电压信号分配给供电部件并且可以包括电压转换器，如果必要，用来把参考电压信号转换成适合供电给探头246内的电子线路的其他电压水平。优选，电源280包括从参考电压信号+5V和大地(GRND)生成RS-232参考电压信号+12V和-12V的RS-232接口集成电路。这些电压信号可以被探头246内的电子线路所利用，例如，给通信驱动器282供电。通信驱动器282生成与激励光接收器250的光信号相对应的电子数据信号从而通过一个或多个导线276发送到诊断工具240上。通信驱动器282还把从诊断工具240接收的数据信号提供给光发射器252从而发送到指示灯36i上。

图16A示出一个实施方案，其中-12V的参考电压信号被施加给了光接收器250。光接收器250可以包括光电晶体管288和包括放大器A1和A2放大器网络。优选，放大器A1和A2是高速型运算放大器。电阻器R284被耦合到光电晶体管288的发射极和大地之间，以便当光线冲击到光电晶体管288上并导致它把电流从它的集电极传导到它的发射极时信号电压被提供给放大器A1的输入端。电阻器R302和303用已知方式给放大器A1设置增益，优选，把放大器A1的增益设置为十三(13)。放大器A2被操作为比较器。分压器包括R301和R300，它在电阻共用的节点上提供参考电压。这个参考电压优选是0.63负特，被提供到放大器A2的输入端，而放大器A1的输出通过一个输入电阻器R306被提供到放大器A2的其他输入端。放大器A2的输出被电阻器R308和二极管D1整流从而提供在节点290上与冲击到光电晶体管288上的光信号相对应的电信号。优选，来自RS-232转换器的-12V电压和+5V电压被提供到运算放大器A1和A2作为放大器网络的操作电压。通过利用来自RS-232转换器的-12V电压而不是通过电缆所提供的大地电信号，从而运算放大器A1和A2被操作在高速模式。因此，通信探头246中的RS-232转换器这个包含部件改进了光接收器250的响应。被改进的光接收器的最大波特率是56千波特。

图16B描绘了光发射器252的示范性结构，光发射器包括NPN晶体管292、LED294和两个电阻器R286和R288。电阻器R286被耦合到晶体管292的集电极和晶体管292的基极之间。LED294和电阻器R288被串联耦合到晶体管292的发射极和大地之间。诊断工具240通过电缆244提供给通信驱动器282的数据信号被提供到晶体管294的基极。当数据信号有逻辑高值时，晶体管294的基极/发射极引线被正向偏置而且+5V电源端通过LED294和电阻器R288被从集电极耦合到导电大地，从而LED294被激励发光。不过，数据信号不打开晶体管292并且LED294保持关闭。在这种方式下，电数据信号可以被用来生成对应的光信号。

在本发明的一个实施方案中，LED294是与指示灯36i相同类型的LED，光电晶体管288是与光检测器37相同类型的光检测器。优选，LED294是高强度LED，生成比来自指示灯36i的光更强的光，要不就是光电晶体管288是灵敏的光电晶体管。在探头246中部件的使用与洗碗机50中的是不同的增强了洗碗机50和探头246之间通信效果而无需对洗碗机50进行修改。此外，这减少了光检测器37被来自外界环境的杂散光信号激励的可能性。当控制面板52没有被衔接到探头246上而且光检测器37没被罩起来时，光检测器37特别特别易受杂散光信号的影响。通过使探头246的光发射器更强而不是使光检测器37更灵敏，光通信被改进了而没有使电器不在它的通信模式时对光信号更灵敏。

优选，高强度LED294在通过LED的20毫安上，生成亮度水平近似在8000毫坎(德拉)和31,000毫坎(德拉)之间的光脉冲。标准的LED，比如用于指示灯36a-36i的LED，通常生成在4到7毫坎(德拉)范围内的光。优选，作为对光脉冲信号10勒克斯的响应，灵敏的光电晶体管生成集电极光电电流5到15毫安。另一方面，光检测器，比如光检测器37，当被1mW/cm²的光脉冲激励时生成50到100μA。如上所指出的，标准的LED还可以被用作光接收器。当LED被配置成光接收器时，作为对1mW/cm²的光脉冲的响应，估计LED生成50到100μA的电流。高强度LED可从加利福尼亚Palo Alto(地名)的Agilent得到，所标器件号为HLMP-EG08-Y2000。灵敏的光电晶体管可从新泽西州Secaucus(地名)的松下得到，所标器件号为PNZ-108。这种类型的灵敏光电晶体管，响应近似10勒克斯到30勒克斯那么低的范围内的光，生成足够大的电流从而生成电数据信号。

图17说明为了在诊断工具240和洗碗机50之间进行双向光通信，与控制面板52衔接到一起的通信探头246。在图17中，指示灯36i基本上与探头246的光接收器250对齐，光检测器37基本上与探头246的光发射器252对齐。优选，图17中所示的距离d5不大于20mm，这近似为像指示灯36i这样的标准LED能够有效发送光信号的最大距离。距离d6和d7近似相同，以便光发射器252与光检测器37对齐而光接收器250与指示灯36i对齐。这个距离优选不小于12mm以减小图17中所示的两个被对齐的光通信路径之间串扰的可能性。优选，探头246中的距离d7被设计为与指示灯和光检测器这一对或在电器上所选择的被操作为光发射器和接收器指示灯对之间的空间间隔相适应。如上结合图11和12所述，探头246可以经由耦合器268被固定到控制面板52上。

从指示灯36i到光接收器250所发射的光信号和从光发射器252到光检测器37所发射的光信号可以有相同或相反极性。即，通过发射光脉冲代表逻辑“1”，从而光发射器252和指示灯36i两者有相同的逻辑极性，或者当探头246被耦合到控制面板52上进行通信时，两者都被关闭代表逻辑“1”。然而，优选，通过让指示灯36i发射光脉冲代表逻辑“1，从而指示灯36i和光发射器252发射有相反逻辑极性的光信号，而光发射器252被关闭代表在它所发射的数据流中有逻辑“1”。或者，通过关闭指示灯36i代表逻辑“1”，从而可以得到相反的逻辑极性，而光发射器252发送光脉冲代表在它所发射的数据流中有逻辑“1”。有相反逻辑极性的光信号的利用改进了光接收器250和光检测器37上的抗扰性。更好的是，如图18中所示指示灯36i发射光脉冲代表逻辑“0”，而光发射器252被关闭代表在它的数据流中有逻辑“0”。此外，当数据信号不在调制光信号时，指示灯36i和光发射器252不断发送逻辑“0”。

上面所述的最优选的布置方案改进了光接收器250和光检测器37上的抗扰性，因为当高强度LED被用作发射器252时来自指示灯36i的光和光发射器252的光不一样强。因此，在足够激励光检测器37的强度水平上反射光不太可能冲击到光检测器37上。同样，光发射器252被关闭以便它不在探头246和控制面板52之间贡献出反射光。当光发射器252的确开始发射时，由发射逻辑“1”引起的任何反射光放大了来自指示灯36i的连续光信号所发射的逻辑“0”值。因此，尤其是当指示灯36i和光发射器252中仅仅一个正被数据信号调制时，这个逻辑方案减少了反射光导致错误信号接收这样的危险。

在图19中所描绘的实施方案中，指示灯36i处在开状态而不发射信息，即没有数据信号正调制指示灯36i，光发射器252处在关状态而不发射信息，减少光接收器250上光杂波的出现是所希望的。然而，通过如参考图18所述的利用指示灯36i和光发射器252上相反的逻辑极性，得不到这个结果。宁可，指示灯36i和光发射器252在数据发射期间生成有相同的逻辑极性的数据信号。然而，当缺少调制数据信号时，把指示灯36i保持在开状态。相反，当缺少调制数据信号时，把光发射器252保持在关状态。当缺少调制数据信号时，可以用软件是实施指示灯36i的开状态，正如本领域普通技术人员所熟知的。

在图20和21中的备选实施方案中，通信探头246由储能单元以直流(DC)电池组350的形式供电，该电池组代替了来自诊断工具240的电力信号。电池组350可以通过电缆354和358被耦合到诊断工具240和通信探头246之间。电池组350可以包括电池充电器电路360、电池364和开关368。电缆354耦合诊断工具240和电池组350之间的数据信号，而电缆358耦合电池组350和通信探头246之间的电源和数据信号。开关368把电池364的电源线耦合到电缆358上，从而把电力从电池364传递到通信探头246。指示诊断工具240是在话动还是休眠模式的电力状态信号，还被耦合到开关368上。响应指示诊断工具240是休眠模式的电力状态信号，开关368把电池364的电源线从电缆358上断开以便电池364不再提供电力给探头246。不过，开关368把电源线从电池364耦合到电缆358来传递电源给探头246。

优选，诊断工具240包括监视计时器，如果有比如按键这种用户活动发生，则微控制器270保持活动。当监视计时器期满，微控制器270把诊断工具240置于休眠模式以便保存它的内电池。电源状态信号中对应的改变导致开关368如上所述把电池364的电源线从探头246上断开。优选，电池36是锂电池比如新泽西州Secaucus(地名)的松下得到，所标器件号为CGA 103450，尽管可以利用其他电池类型。优选，电池组350包括充电器电路360，用外部连接头370把充电器电路360耦合到常规AC电流源上。充电器电路360把AC电流转换成适于给电池364再充电的形式。当然，如果可任意处理的电池被用作电池364那么电池组350不需要充电器电路360。

当微控制器270对用户活动作出响应，比如诊断工具240上的键被按下，微控制器270激活监视计时器以便把电源状态信号置于活动状态。作为响应，开关368把电池364耦合到探头246上，从而探头的部件被激励来与洗碗机50进行通信。当电缆358被示出把电池组350耦合到探头246上，电池组350可以被直接耦合到探头246上。为了实施直接耦合，数据总线372把所传送的数据信号通过电缆354耦合到探头246内的部件上，在电池364和探头246的电源280之间提供互联392。探头246适合在电池组350凹口内以便互联392衔接到连接头，连接头把探头246的电路耦合到电池组350的电池364上。开关398用与前面所述类似的方式可选择地把电池364耦合到互联392。或者，采用电池组350从而它可以被直接耦合到诊断工具上。然后电缆从电池组350把电力供应给并把数据信号传送给如上所述的通信探头。

虽然通过对示例性构成和系统部件的描述来说明了本发明，而且对各种过程和部件进行了相当详细的描述，申请人不想把所附权利要求的范围限制或在某种程度上限定到这样的细节。附加的优点和修改在本领域技术人员看来是容易实现的。因此，该发明从它最广义的方面看是不限于所示和所述的特定细节、实施方案或者示例性例子的。因此，在不脱离申请人总体发明构成的精神或范围的前提下可以脱离这些细节。

Claims

1.一种探头，用于与探头外部的装置进行光通信，该探头包括：

光接收器，用来接收来自外部装置的光信号并生成对应的数据信号；以及

电压转换器，用于把来自诊断工具的第一电压信号转换成第二电压信号，该诊断工具被耦合到光接收器，第二电压信号被耦合到光接收器从而以高速模式操作光接收器。

2.权利要求1的探头，其中第一电压信号从诊断工具的电源接收，而且电压转换器是RS-232电压转换器。

3.权利要求1的探头，其中第一电压信号包括+5V参考和地参考，而且电压转换器从第一电压信号生成-12V参考。

4.权利要求1的探头，该光接收器进一步包括：

光电晶体管；

耦合到光电晶体管上的放大器；以及

第二电压信号被耦合到放大器上从而以高速模式操作放大器。

5.权利要求4的探头，其中第二电压信号是负电位参考信号。

6.权利要求5的探头，其中负电位参考信号至少为-12V参考信号。

7.权利要求4的探头，其中第二电压信号是近似为-12V信号。

8.一种诊断系统，该诊断系统通过低强度光接口与电器通信，该诊断系统包括：

诊断工具，包括通信接口；以及

通信探头，包括通过电缆耦合到诊断工具的通信接口上的电压转换器，该电压转换器用于把第一电压信号转换成第二电压信号，该通信探头还包括光接收器，该光接收器耦合到电压转换器上以便于第二电压信号以高速模式操作光接收器。

9.权利要求8的系统，其中该诊断工具是手提计算机。

10.权利要求8的系统，其中该诊断工具是个人数字助理。

11.权利要求8的系统，其中通信接口被耦合到诊断工具的电源上。

12.权利要求8的系统，其中电压转换器是RS-232接口集成电路，该RS-232接口集成电路生成用于耦合到光接收器上的-12V信号。

13.权利要求8的系统，该光接收器进一步包括：

光电晶体管；

耦合到光电晶体管上的放大器；以及

-12V信号被耦合到放大器上从而以高速模式操作放大器。