專利名稱：智能微秒計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種檢測(cè)時(shí)間間隔的智能微秒計(jì)。
已知檢測(cè)時(shí)間間隔的電子計(jì)時(shí)器僅有毫秒計(jì)以上的產(chǎn)品，如上海華東師大教學(xué)儀器廠出品的HMJ數(shù)字毫秒計(jì)和西安教學(xué)儀器廠出品的JSJ791數(shù)字計(jì)量器。前者的分辯率是0.1毫秒、精度±0.1毫秒、顯示有效數(shù)字4位；后者的分辯率是0.01秒、精度±0.01秒、顯示有效數(shù)字3位，顯然其精度與分辯率不高，顯示位數(shù)有限。由于這兩種產(chǎn)品都是由有燈絲的小燈泡作為發(fā)光器件，中小規(guī)模集成電路和分立元器件為主構(gòu)成整形、信號(hào)邏輯處理等電路，設(shè)置有撥碼開關(guān)，最終以3～4位的熒光數(shù)碼管顯示檢測(cè)數(shù)據(jù)，所以還存在可靠性和抗干擾能力較差，體積較大，且無存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)等功能，應(yīng)用領(lǐng)域與深度受到一定的局限。
本實(shí)用新型的目的是避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種精確可靠地檢測(cè)時(shí)間間隔的智能微秒計(jì)，它能儲(chǔ)存和處理數(shù)據(jù)并可與上位計(jì)算機(jī)通訊，從而拓展應(yīng)用領(lǐng)域和深度。
為達(dá)到此目的，本實(shí)用新型是采用如下方式來完成的1、用兩組分立的紅外對(duì)管分別串聯(lián)限流電阻和上拉限流電阻后，并聯(lián)直流電源與接地端組成光電門，其接收的信號(hào)經(jīng)紅外接收管[BG]集電極串接整形電路，再匯集至邏輯處理電路后輸至單片微型計(jì)算機(jī)外部中斷接口。
2、由單片微型計(jì)算機(jī)相應(yīng)接點(diǎn)分別連接液晶顯示器、撥碼開關(guān)、聯(lián)有上拉電阻的按鍵和聯(lián)有復(fù)位電容與電阻的接鍵。
3、設(shè)定的單片微型計(jì)算機(jī)選用超大規(guī)模集成塊，整形電路、邏輯處理電路和液晶顯示器也選用集成塊，所有的元器件緊湊地裝入外殼。
由于本實(shí)用新型選用單片微型計(jì)算機(jī)為中心部件，不僅能可靠地對(duì)時(shí)間間隔量進(jìn)行精密檢測(cè)、存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)，并可與上位計(jì)算機(jī)通訊；選用整形電路集成塊，邏輯處理電路集成塊和液晶顯示器模塊還能縮小產(chǎn)品體積、降低成本；選用紅外對(duì)管作光偶，無燈絲、不怕震動(dòng)、壽命長(zhǎng)，使用可靠，從而也增強(qiáng)了抗干擾能力選用液晶顯示器，對(duì)比度高、外電路簡(jiǎn)單、功耗低、壽命長(zhǎng)。本實(shí)用新型智能毫秒計(jì)經(jīng)實(shí)測(cè)表明分辯率為1微秒、精度為δt1±1微秒、t1i為10-4，效果令人滿意，不失為一項(xiàng)實(shí)用的新技術(shù)。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。


圖1是本實(shí)用新型智能微秒計(jì)電路圖。
圖2是圖1所示智能微秒計(jì)遮光信號(hào)波形圖。
附圖1所示，當(dāng)被測(cè)物體穿越由紅外對(duì)管[LED、BG]及其連接的限流電阻R2、上拉限流電阻R1組成的二組光電門時(shí)，遮光信號(hào)被先后采集，經(jīng)紅外接收管[BG]集電極串輸至整形集成塊[
]，再匯集至邏輯處理集成塊[≥1]后輸至單片微型計(jì)算機(jī)[1]INTO接口。不同的時(shí)間間隔信號(hào)經(jīng)單片微型計(jì)算機(jī)[1]的定時(shí)/計(jì)數(shù)和邏輯再處理后存儲(chǔ)，并將結(jié)果從R×D、T×D兩接點(diǎn)串行輸至液晶顯示器[LCD]上顯示。單片微型計(jì)算機(jī)[1]的P1.7～1.4點(diǎn)連接對(duì)應(yīng)的撥碼開關(guān)K1～4，P1.2～1.0點(diǎn)連接聯(lián)有上拉電阻R3、R4的按鈕開關(guān)AN1～3，RST點(diǎn)連接有復(fù)位電容C1、電阻R5的按鍵AN4。由低通濾波器[2]、變壓器[B]、橋式整流D1～4、三端穩(wěn)壓器[3]和電容C4、C5構(gòu)成的通用穩(wěn)壓電源向本實(shí)用新型智能微秒計(jì)供應(yīng)+5V直流電。為方便操作，按鍵AN1～4分別由“δt1”、“INC”、“STA”和“RST”四個(gè)功能鍵名體現(xiàn)。單片微型計(jì)算機(jī)[1]的時(shí)鐘定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0設(shè)置為門控1、由硬件自動(dòng)檢測(cè)INIO腳正脈沖寬度δti、精度±1時(shí)鐘周期；時(shí)鐘定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1設(shè)置為定時(shí)方式，對(duì)INTO腳上升沿時(shí)刻進(jìn)行檢測(cè)，應(yīng)用軟件固化在ROM中。工作時(shí)(1)接通穩(wěn)壓電源，系統(tǒng)上電，自動(dòng)復(fù)位，液晶顯示器出現(xiàn)八個(gè)“8”，整機(jī)處于檢測(cè)狀態(tài)。(2)第一次遮光，按“STA”鍵(或手動(dòng)輸入高電平)、兩個(gè)時(shí)鐘T0、T1同時(shí)啟動(dòng)計(jì)量。遮光結(jié)束，T0自動(dòng)關(guān)閉，其讀數(shù)為δt、自動(dòng)存儲(chǔ)并顯示。(3)第二次遮光開始，如附圖2所示，時(shí)鐘T0又自動(dòng)啟動(dòng)計(jì)時(shí)，時(shí)鐘T1則將該時(shí)刻t12自動(dòng)存儲(chǔ)；第二次遮光結(jié)束，時(shí)鐘T0關(guān)閉，讀數(shù)δt2自動(dòng)顯示，以后依次為t13、δt3……t1N、δtN。(4)第N次遮光(測(cè)量物體瞬時(shí)速度時(shí)設(shè)定N＝1；測(cè)量自由落體，N＝2；測(cè)量單擺周期，N＝3，……設(shè)定數(shù)N＝1～9，由撥碼開關(guān)K1～4設(shè)定)，時(shí)鐘T1自動(dòng)存儲(chǔ)該時(shí)刻t1N；遮光結(jié)束，時(shí)鐘T0自動(dòng)存儲(chǔ)，顯示δtN兩個(gè)時(shí)鐘都停止工作。(5)調(diào)用存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)按“δt1”鍵，顯示δt1；以后每按一次“INC”鍵，依次顯示t12、δt2，t13、δt3，……t1N、δtN，再按“INC”鍵，顯示全“0”，表示數(shù)據(jù)全部調(diào)出。此后還可重復(fù)調(diào)用。(6)重新啟動(dòng)任何時(shí)候，按“RST”鍵或在測(cè)定δtN后，按“STA”鍵，則顯示八個(gè)“8”，內(nèi)存自動(dòng)清零并處于檢測(cè)狀態(tài)，即可進(jìn)行下一輪檢測(cè)。
產(chǎn)業(yè)制造時(shí)，以性能價(jià)格比高為最佳實(shí)施例。單片微型計(jì)算機(jī)[1]的選擇以AT89C2051型號(hào)(外接12MHZ晶振)為首選，因其具有CPU、T0、T1、INT0、INT1、SBUF、P1、2KROM可固化軟件并予以二級(jí)加密等性能，價(jià)格也不高，其它也可選MCS-51/98系列、飛利浦80C51系列、28CCP系列、PIC系列、摩托羅拉單片機(jī)等；整形電路集成塊首選施密特反相器CD40106；邏輯處理電路首選或門74LS32，邏輯處理電路與整形電路也可合用一片專用集成塊；撥碼開關(guān)選用BCD撥碼開關(guān)；按鍵AN1～4選用單片機(jī)按鍵或霍爾按鍵均可；液晶顯示器選用八位液晶顯示模塊OCM-8，串行輸入；紅外對(duì)管優(yōu)選松下紅外對(duì)管，紅外對(duì)管間距設(shè)定為2cm時(shí)，限流電阻R2為220Ω，上拉限流電阻R1為5.1KΩ，根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，限流電阻R2和上拉限流電阻R1的阻值可另按紅外對(duì)管間距調(diào)試確定，若間距過大時(shí)可另加光學(xué)聚焦系統(tǒng)。
權(quán)利要求1.一種檢測(cè)時(shí)間間隔的智能微秒計(jì)，它包括整形電路、邏輯處理電路、撥碼開關(guān)K1～4和穩(wěn)壓電源，其特征在于a、兩組分立的紅外對(duì)管[BG、LED]連接限流電阻R2、上拉限流電阻R1組成光電門，其接收的信號(hào)經(jīng)紅外接收管[BG]集電極串接整形集成塊[
]匯集至邏輯處理集成塊[≥1]后輸至單片微型計(jì)算機(jī)[1]INTO接口；b、單片微型計(jì)算機(jī)[1]的R×D、T×D點(diǎn)連接液晶顯示器[LCD]，P1.7～ 1.4點(diǎn)連接撥碼開關(guān)K1～4，P1.2～1.0點(diǎn)連接聯(lián)有上拉電阻R3與R4的按鍵AN1～3，RST點(diǎn)連接聯(lián)有復(fù)位電容C1、電阻R5的按鍵AN4。
專利摘要智能微秒計(jì)解決了現(xiàn)有數(shù)字毫秒計(jì)或計(jì)量器分辨率較低、精度不高、僅能檢測(cè)一個(gè)時(shí)間量，數(shù)據(jù)不能存儲(chǔ)、處理和與上位計(jì)算機(jī)通訊等問題。它是由兩組紅外光電門分別聯(lián)接整形集成塊[]、邏輯處理集成塊[≥1]、單片微型計(jì)算機(jī)[1]及其復(fù)位電路、液晶顯示器[2]和撥碼開關(guān)K
文檔編號(hào)G04F10/00GK2264378SQ96204419
公開日1997年10月8日 申請(qǐng)日期1996年2月12日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月12日
發(fā)明者杜開初 申請(qǐng)人:杜開初