專利名稱：智能測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型給出的是一種采用了紅外傳感技術(shù)、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)而研制成的智能化多功能測(cè)量?jī)x。屬于電子測(cè)量?jī)x器技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)有技術(shù)，如毫秒計(jì)、周期測(cè)定儀、電子停表、頻率計(jì)、計(jì)數(shù)器、轉(zhuǎn)速計(jì)、定時(shí)器、方波信號(hào)源等常見(jiàn)儀器，一般而言，它們功能單一，價(jià)格偏高且不能實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)。
本實(shí)用新型的目的是克服上述存在的問(wèn)題提出一種集測(cè)量、數(shù)據(jù)處理，實(shí)時(shí)控制為一體的多功能智能測(cè)量?jī)x，它不僅具備上述八種常見(jiàn)儀器的全部功能，還具備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理，實(shí)時(shí)控制功能，并能和打印機(jī)直接連結(jié)以輸出數(shù)據(jù)圖形。要求使用方便、重復(fù)性好、準(zhǔn)確、耐用，易維修、價(jià)格低、體積小。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案，以MCS－51系列微控制蕊片8031為核心，配有并行接口、驅(qū)動(dòng)電路、整形電路；信息輸入由4×4鍵盤(pán)、兩個(gè)紅外光電門(mén)、兩個(gè)電信號(hào)門(mén)完成；輸出由數(shù)碼管、打印機(jī)連結(jié)口及兩個(gè)控制信號(hào)輸出門(mén)完成。所有管理軟件固化于EPROM之中。
附

圖1是本實(shí)用新型的工作框圖，附圖2為本實(shí)用新型的電路圖。
以下結(jié)合附圖描述技術(shù)方案附圖1中的“微處理系統(tǒng)”由8031、74LS373、2764構(gòu)成。線路連接見(jiàn)附圖2右上方。信息以查詢方式及中斷方式進(jìn)入微處理系統(tǒng)，由系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的處理后根據(jù)鍵盤(pán)命令輸出。
附圖1中的“鍵盤(pán)輸入、顯示輸出”是指4×4鍵盤(pán)、八位亮綠色數(shù)碼管及六位紅色數(shù)碼管構(gòu)成十四位雙色數(shù)碼管輸出。附圖2左下方表示鍵盤(pán)與8031的P1、2～P1、5，8255的PB、O～PB、3連結(jié)以便微處理系統(tǒng)對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描查詢以輸入功能命令及必要的數(shù)據(jù)。顯示采用動(dòng)態(tài)方式，由8255的PA、O～PA、7控制碼形，PC、O～PC、7控制八位亮綠色數(shù)碼管，六位紅色數(shù)碼則由8031的P1、O～P1、5這六個(gè)腳控制。這樣一次可以輸出十四位數(shù)據(jù)，或者一次輸出兩組數(shù)據(jù)、如兩個(gè)擋光時(shí)間或兩個(gè)頻率或同時(shí)顯示機(jī)械振動(dòng)次數(shù)和總時(shí)間。
附圖1中的“打印輸出”是指打印機(jī)電纜插座，附圖2右下方E門(mén)表示了打印機(jī)電纜插座十一條線的連接方法。其中八條數(shù)據(jù)線由8255的PC、0～PC、7提供，也就是說(shuō)8255的PC、0～PC、7這八條線可作打印輸出數(shù)據(jù)線或作為八位亮綠色數(shù)碼管的位控制線；查詢線由8255的PB、6提供，打印機(jī)應(yīng)答線由8031的P1、7提供輸入通道。
附圖1中的“方波、控制信號(hào)輸出”是指方波、控制信號(hào)輸出門(mén)。附圖2中的8031的左下側(cè)的D門(mén)，8255左下側(cè)的F門(mén)表示了線路連結(jié)方式。方波信號(hào)直接由8255的PB、4，PB、5接出，其頻率可以在4HZ～100KHZ內(nèi)變化，如用鍵盤(pán)輸入9870再按方波功能鍵，微處理系統(tǒng)立即運(yùn)算得到半周期值，PB、4按半周期時(shí)間交替輸出高電平、低電平，即輸出頻率為9870HZ的方波?？刂菩盘?hào)則經(jīng)75452驅(qū)動(dòng)輸出，可帶兩路小于45伏，300毫安的負(fù)載。
附圖1中的“光電信號(hào)”是指兩路紅外光電門(mén)信號(hào)，兩路電信號(hào)輸入，紅外光電門(mén)與紅外探頭相接。根據(jù)使用情況不同，分別使用透射式或反射式探頭。每個(gè)紅外探頭由半徑2毫米的砷化鎵紅外發(fā)射管及硅光敏三極管組成，根據(jù)物體對(duì)紅外光的透射率或反射率的不同而轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，經(jīng)整形電路后通過(guò)8031的INTO和INT1進(jìn)入微處理系統(tǒng)；電信號(hào)則經(jīng)限幅整形電路后經(jīng)8031的T0、T1兩條線送入微處理系統(tǒng)，整形電路采用四門(mén)電壓比較器LM339。線路連結(jié)見(jiàn)附圖2的右上角。
本實(shí)用新型中其他地址線A0～A7、A8～A12，數(shù)據(jù)線D0～D7，控制線ALE，PSEN，WR，RD的連結(jié)已表示在附圖2中。
由于采用6M晶振，因此測(cè)時(shí)最小分辨率為2μS，本實(shí)用新型帶有電子鐘功能，可與電臺(tái)報(bào)時(shí)比較得到固有誤差，并通過(guò)軟件進(jìn)行誤差修正，因而測(cè)量準(zhǔn)確、可靠、重復(fù)性好。
本實(shí)用新型在EPROM中已固化各種功能控制軟件以及浮點(diǎn)運(yùn)算、簡(jiǎn)易反匯編程序，不僅可以作多種數(shù)據(jù)處理，還可將自身軟件按操作碼借助打印機(jī)打印出來(lái)。這方便了用戶對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行功能改造，提高了實(shí)用性。
本實(shí)用新型測(cè)擋光時(shí)間利用電平負(fù)跳變中斷方式，測(cè)速是首先測(cè)定附于運(yùn)動(dòng)物體上擋光片擋光時(shí)間并將擋光片長(zhǎng)度除以時(shí)間而得，若由鍵盤(pán)輸入該物體質(zhì)量，相乘后即得到動(dòng)量，進(jìn)而得到動(dòng)能。測(cè)加速度則先測(cè)得通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)時(shí)的速度以及這兩個(gè)速度的時(shí)間間隔經(jīng)運(yùn)算后自動(dòng)顯示。測(cè)轉(zhuǎn)速是測(cè)定大于1秒鐘轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)并判定為整數(shù)轉(zhuǎn)后自動(dòng)算出每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)，因而轉(zhuǎn)速測(cè)定十分精確。將帶開(kāi)關(guān)的發(fā)令槍與電信號(hào)輸入門(mén)連結(jié)、100瓦特白熾燈泡作為紅外光源，再利用硅光敏三極管接收田徑運(yùn)動(dòng)員擋光信號(hào)則構(gòu)成了一具實(shí)用的低價(jià)格、高精度自動(dòng)計(jì)時(shí)跑表。
本實(shí)用新型由于采用了紅外檢測(cè)及單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)，因而具有抗干擾，準(zhǔn)確、可靠，多功能，智能化等優(yōu)點(diǎn)，智能化是指本實(shí)用新型能自動(dòng)測(cè)定并記憶運(yùn)動(dòng)物體多個(gè)擋光時(shí)間，并進(jìn)行運(yùn)算打印記錄，多功能是指本實(shí)用新型具有測(cè)時(shí)、測(cè)速、測(cè)加速度、測(cè)轉(zhuǎn)速、測(cè)機(jī)械振動(dòng)周期、測(cè)頻率、測(cè)電脈沖周期以及計(jì)數(shù)、定時(shí)、輸出方波并能直接與打印機(jī)連結(jié)、能驅(qū)動(dòng)曝光電動(dòng)快門(mén)或電磁繼電器等多種功能。本實(shí)用新型采用長(zhǎng)壽命通用部件，并采用插座結(jié)構(gòu)，全部硬件成本250元，主機(jī)板僅一本32K書(shū)大小，因而整機(jī)體積小，重量輕。在線路板準(zhǔn)備好后只要兩小時(shí)就可焊好，配上外殼，接上探頭即可使用。使用中即使因插錯(cuò)電源而將集成塊損壞，也僅需更換集成塊而無(wú)須動(dòng)用電烙鐵。以上所述體現(xiàn)了本實(shí)用新型具備新穎性，創(chuàng)造性和實(shí)用性。
權(quán)利要求1.一種由兩路紅外光電門(mén)、兩路電信號(hào)輸入門(mén)、4×4鍵盤(pán)、雙色數(shù)碼顯示、整形電路、單片機(jī)及計(jì)算機(jī)接口、打印機(jī)電纜插座等組成的多功能智能測(cè)量?jī)x，其特征是透射式或反射式探頭由砷化鎵紅外發(fā)射管及硅光敏二極管構(gòu)成；整形電路及接口電路采用了LM339電壓比較器及8255并行接口蕊片，電路的連結(jié)關(guān)系是光信號(hào)通道經(jīng)8031的INTO和INTI進(jìn)入微處理系統(tǒng)，電信號(hào)經(jīng)限幅整形后經(jīng)8031和T0和T1腳進(jìn)入微處理系統(tǒng)；4×4鍵盤(pán)及顯示打印控制由8031P1、0～P1、5，P1、7以及8255的PA、0～PA、7，PB、0～PB、3，PB、6，PC、0～PC、7交叉控制；8255的PC、0～PC、7是打印機(jī)數(shù)據(jù)輸出線或是八位亮綠色數(shù)碼管位控制線。
專利摘要本實(shí)用新型給出的是一種采用了紅外傳感技術(shù)、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)而研制成的多功能智能測(cè)量?jī)x，屬于電子測(cè)量?jī)x器技術(shù)領(lǐng)域。主要由兩路紅外信號(hào)輸入、兩路電信輸入、整形電路、單片機(jī)及接口、驅(qū)動(dòng)電路、鍵盤(pán)輸入、雙色數(shù)碼管顯示及打印機(jī)插座組成。它不僅可以代替毫秒計(jì)等八種常見(jiàn)儀器，還具備數(shù)據(jù)處理及實(shí)時(shí)控制功能。并且具有測(cè)量準(zhǔn)確、抗干擾；可靠、耐用、生產(chǎn)及維修方便；價(jià)格低、體積小等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06F15/02GK2081997SQ9022451
公開(kāi)日1991年7月31日 申請(qǐng)日期1990年12月7日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月7日
發(fā)明者張蔭千 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍通信工程學(xué)院