專利名稱：以指針形光標(biāo)代替活動指針的固態(tài)電子儀表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
屬于固態(tài)電子儀表技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
多年來，活動指針儀表一直用于測量技術(shù)領(lǐng)域，其優(yōu)點是直觀、明顯，在大多數(shù)情況下，觀察者只需目光一瞥指針?biāo)附嵌?、位置，即可大致判斷其所指示的?shù)值，而不需仔細(xì)閱讀其準(zhǔn)確讀數(shù)，這在很多場合顯得十分方便，例如閱讀高速行駛中的汽車儀表以及需遠(yuǎn)距閱讀的儀表；其缺點是儀表中的轉(zhuǎn)動構(gòu)件由于頻繁轉(zhuǎn)動容易磨損，尤其在強震動條件下更易損壞，壽命不長。已知技術(shù)數(shù)字式電子儀表，所測參數(shù)以數(shù)字顯示，由于沒有轉(zhuǎn)動構(gòu)件而避免了容易磨損、壽命不長的缺點，但仍有不足之處，這就是其數(shù)字顯示方式在閱讀時不夠直觀，觀察者只有在準(zhǔn)確讀出每一位數(shù)字后才能確定其所指示的數(shù)值，因此需花費較長的時間來讀數(shù)，給觀察者帶來不便，而在某些場合例如駕駛高速行駛的汽車時，駕駛員就不可能也沒有必要花費較長時間去準(zhǔn)確讀出儀表的每一位數(shù)字。中國實用新型專利說明書ZL93239300.4《全電子汽車儀表》公開了一種用數(shù)字及發(fā)光點來顯示汽車技術(shù)參數(shù)的汽車儀表，其不足之處是仍然不夠直觀，讀出該儀表的每一位數(shù)字及光點同樣要花費較長的時間，給使用者帶來不便，此外，該儀表采用多片數(shù)字集成電路構(gòu)成，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
所要解決的技術(shù)問題是提供一種以指針形光標(biāo)代替活動指針的固態(tài)電子儀表。
解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案如下以指針形光標(biāo)代替活動指針的固態(tài)電子儀表，包含電源、數(shù)據(jù)處理裝置、信號電路及顯示電路。電源給各裝置、電路提供穩(wěn)定直流電壓。數(shù)據(jù)處理裝置為含內(nèi)存儲器及內(nèi)驅(qū)動電路的單片機，其正端接電源正、負(fù)端接地，晶體兩端連接在單片機的晶體接線端；信號電路包含傳感器及信號處理電路，傳感器將信號輸入信號處理電路，信號處理電路的信號輸出端與單片機的信號輸入端連接；顯示電路包含由若干個發(fā)光二極管組成的矩陣及相應(yīng)的行信號輸入電路及列信號輸入電路，每個發(fā)光二極管各自裝在指針形燈殼內(nèi)在發(fā)光時形成指針形光標(biāo)，按其發(fā)光次序呈圓弧形依次排列在儀表盤的相應(yīng)刻度、數(shù)字處，顯示電路的各行信號輸入端一一對應(yīng)與單片機的行信號輸出端連接，顯示電路的各列信號輸入端一一對應(yīng)與單片機的各列信號輸出端連接。當(dāng)傳感器輸出與被測信號相應(yīng)的電量至信號處理電路時，信號處理電路輸出經(jīng)過處理的信號至單片機的信號輸入端，單片機根據(jù)程序設(shè)定輸出相應(yīng)的行輸出信號及列輸出信號至顯示電路，顯示電路中相應(yīng)的發(fā)光二極管即發(fā)光；當(dāng)被測電量增減時，相應(yīng)的發(fā)光二極管即依次亮、滅，在儀表盤上指出相應(yīng)的數(shù)據(jù)刻度。這樣，由傳感器輸出的電量的增、減，經(jīng)過處理后，即導(dǎo)致儀表盤上按一定角度排列的不同位置的指針形發(fā)光二極管相應(yīng)依次亮、滅，反映出傳感器電量的變化，從而達(dá)到如同活動指針指示相同的效果。
數(shù)據(jù)處理裝置也可以采用不含內(nèi)存儲器及內(nèi)驅(qū)動電路的單片機；單片機電源正接Vcc正、負(fù)端接地，晶體兩端與單片機的OSC1和OSC2接線端連接。單片機的信號輸入端IN與信號電路中的信號處理電路的輸出端連接；單片機的外存儲器接線端D1端與存儲器的SCL接線端連接、D0端與存儲器的SDA接線端連接，存儲器的電源正端接電源Vcc正，其AO、A1、A2、Vss及WP接線端接地；行驅(qū)動電路的行信號輸入端A、B、C、D與單片機的行信號輸出端P00、P01、P02、P03連接，行驅(qū)動電路的行驅(qū)動信號輸出端Y0、Y1、Y2、Y3……Yn分別與顯示電路相應(yīng)的行信號輸入端連接；列驅(qū)動電路的列信號輸入端E、F、G、H與單片機的列信號輸出端P10、P11、P12、P13連接，列驅(qū)動電路的列驅(qū)動信號輸出端X0、X1、X2、X3……Xn分別與顯示電路相應(yīng)的列信號輸入端連接。
數(shù)據(jù)處理裝置也可以采用含內(nèi)存儲器而不含內(nèi)驅(qū)動電路的單片機；單片機的正端接電源Vcc正，負(fù)端接地，晶體兩端分別與單片機的OSC1和OSC2接線端連接；被測信號電路的信號處理電路的信號輸出端與單片機的信號輸入端IN連接；行驅(qū)動電路的行信號輸入端A、B、C、D與單片機的行信號輸出端P00、P01、P02、P03連接，行驅(qū)動電路的行信號輸出端Y0、Y1、Y2、Y3……Yn分別與顯示電路的相應(yīng)的行信號輸入端連接；列驅(qū)動電路的列信號輸入端E、F、G、H與單片機的列信號輸出端P10、P11、P12、P13連接，列驅(qū)動電路的列信號輸出端X0、X1、X2、X3……Xn分別與顯示電路的相應(yīng)的列信號輸入端連接。
數(shù)據(jù)處理裝置也可以采用含內(nèi)驅(qū)動電路而不含內(nèi)存儲器的單片機。單片機的正端接Vcc正，負(fù)端接地；晶體兩端分別連接在單片機的OSC1和OSC2接線端；存儲器的正端接Vcc正，AO、A1、A2、Vss、WP接線端接地，SCL接線端與單片機的D1接線端連接，SDA接線端與單片機的D0接線端連接；單片機的行信號輸出端P00、P01、P02、P03……P0n分別與顯示電路的相應(yīng)的行信號輸入端連接，單片機的列信號輸出端P10、P11、P12、P13……P1n分別與顯示電路的相應(yīng)的列信號輸入端連接。
數(shù)據(jù)處理裝置也可以采用由集成電路組成的數(shù)據(jù)處理裝置IC1，信號處理電路采用集成電路比較器IC2，列驅(qū)動電路采用集成電路點/線驅(qū)動電路IC3；數(shù)據(jù)處理裝置IC1為內(nèi)含行驅(qū)動電路的集成電路，其正端VDD及CTR接線端接VCC正，負(fù)端接地，CLK接線端接時鐘信號，VREF接線端接參考電壓正，Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10為行信號輸出端，一一對應(yīng)與顯示電路的行信號輸入端連接；傳感器的輸出信號經(jīng)濾波電路及分壓電路輸出至比較器IC2的同相輸入端，IC2的反相輸入端與數(shù)據(jù)處理裝置IC1的比較信號輸出端P10連接，IC2的正端接Vcc電源正，負(fù)端接地；點/線驅(qū)動電路IC3的正端接Vcc電源正，負(fù)端接地，MODE、Rid及RefAdj接地，Rhi接線端接參數(shù)電壓正，LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6、LED7、LED8、LED9、LED10為列信號輸出端，一一對應(yīng)與顯示電路的列信號輸入端連接；顯示電路為由若干個發(fā)光二極管LED組成的矩陣，其行信號輸入端與數(shù)據(jù)處理裝置IC1的行信號輸出端一一對應(yīng)連接，其列信號輸入端與點/線驅(qū)動電路IC3的列輸出端一一對應(yīng)連接，各LED的陽極與各行信號輸入端對應(yīng)連接，各LED的陰極與各列信號輸入端對應(yīng)連接。IC2的信號輸出端與IC3的信號輸入端連接。
有益效果應(yīng)用于測量儀表。與已有技術(shù)活動指針儀表相比，由于沒有活動構(gòu)件，因此不會產(chǎn)生由于活動構(gòu)件頻繁轉(zhuǎn)動而導(dǎo)致的磨損，使用壽命長，工作可靠。與已有技術(shù)數(shù)字儀表相比，閱讀儀表指示更加直觀，可以在很短時間內(nèi)快速大致判明儀表的指示，特別適用于在快速運動物體上閱讀儀表指示。電路結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本低。


圖1為數(shù)據(jù)處理裝置采用含內(nèi)存儲器及內(nèi)驅(qū)動電路的單片機的固態(tài)電子儀表電路結(jié)構(gòu)圖，圖2為儀表盤面圖，圖3為數(shù)據(jù)處理裝置采用不含內(nèi)存儲器及內(nèi)驅(qū)動電路的單片機的固態(tài)電子儀表電路結(jié)構(gòu)圖，圖4為數(shù)據(jù)處理裝置為采用含內(nèi)存儲器而不含內(nèi)驅(qū)動電路的單片機的固態(tài)電子儀表電路結(jié)構(gòu)圖，圖5為數(shù)據(jù)處理裝置采用含內(nèi)驅(qū)動電路而不含內(nèi)存儲器的單片機的固態(tài)電子儀表電路結(jié)構(gòu)圖，圖6為由集成電路器件組成數(shù)據(jù)處理裝置的固態(tài)電子儀表電路結(jié)構(gòu)圖，圖7為一個具體實施方式
的電路結(jié)構(gòu)圖。對圖1、圖2、圖3、圖4、圖4、圖5、圖6、圖7說明如下1為電源，2信號電路，3為數(shù)據(jù)處理裝置，4為顯示電路，5為傳感器，6為信號處理電路，7為外存儲器，8為外行驅(qū)動電路，9為外列驅(qū)動電路，10為儀表盤刻度、數(shù)字，11為正在發(fā)光的指針形光標(biāo)，12為不發(fā)光的指針形光標(biāo)，13為不含內(nèi)存儲器及內(nèi)驅(qū)動電路的單片機，14為含內(nèi)存儲器而不含內(nèi)驅(qū)動電路的單片機，15為含內(nèi)驅(qū)動電路而不含內(nèi)存儲器的單片機，16為由集成電路組成的數(shù)據(jù)處理裝置，17為比較器，18為點/線驅(qū)動電路。
具體實施例方式一個具體實施方式
如下單片機3為PIC16C54型不含存儲器及驅(qū)動電路的8位單片機，其15、16接線腳接晶體，14腳接電源正，5腳接地，17腳與存儲器7的6腳連接，18腳與存儲器7的5腳連接，單片機3的6、7、8、9腳與行驅(qū)動電路8的10、11、12、13腳連接，單片機3的10、11、12、13腳與列驅(qū)動電路9的10、11、12、13腳連接。信號電路2包含傳感器5及信號處理電路6，信號處理電路6包含由PNP型三極管BG1及NPN型三極管BG2。組成的電路，BG2的集電極與單片機3的3號腳連接，向其輸出信號。存儲器7為24C04型集成電路，其8號腳接Vcc電源正，1、2、3、4、7腳接地。行驅(qū)動電路8采用4028集成電路，其16腳接Vcc電源正，8腳接地，3、14、2、15、1、6、7、4、9、5腳分別與顯示電路4的相應(yīng)的行信號輸入端連接，列驅(qū)動電路9采用4028集成電路，其16腳接Vcc電源正，8腳接地，3、14、2、15、1、6、7、4、9、5腳分別與顯示電路4的相應(yīng)的列信號輸入端連接。顯示電路4包含100只LED發(fā)光二極管，組成10×10矩陣，各LED的陽極與各行信號輸入端連接，各LED的陰極與各列信號輸入端連接。
權(quán)利要求
1.以指針形光標(biāo)代替活動指針的固態(tài)電子儀表，包含電源(1)及信號電路(2)，其特征在于還包含數(shù)據(jù)處理裝置(3)及顯示電路(4)；電源(1)給各裝置、電路提供穩(wěn)定直流電壓；數(shù)據(jù)處理裝置(3)為含內(nèi)存儲器及內(nèi)驅(qū)動電路的單片機，其正端接電源正、負(fù)端接地，晶體兩端連接在單片機的晶體接線端；信號電路(2)包含傳感器(5)及信號處理電路(6)，傳感器(5)將信號輸入信號處理電路(6)，信號處理電路(6)的信號輸出端與單片機的信號輸入端連接；顯示電路(4)包含若干個發(fā)光二極管組成的矩陣及相應(yīng)的行信號輸入電路及列信號輸入電路，每個發(fā)光二極管各自裝在指針形燈殼內(nèi)在發(fā)光時形成指針形光標(biāo)，按其發(fā)光次序呈圓弧形依次排列在儀表盤的相應(yīng)刻度、數(shù)字處，顯示電路(4)的各行信號輸入端一一對應(yīng)與單片機的行信號輸出端連接，顯示電路(4)的各列信號輸入端一一對應(yīng)與單片機的各列信號輸出端連接；傳感器(5)輸出與被測信號相應(yīng)的電量至信號處理電路(6)，信號處理電路(6)輸出經(jīng)過處理的信號至單片機的信號輸入端，單片機根據(jù)程序設(shè)定輸出相應(yīng)的行輸出信號及列輸出信號至顯示電路(4)。
2.按照權(quán)利要求1所述的以指針形光標(biāo)代替活動指針的固態(tài)電子儀表，其特征在于其中的數(shù)據(jù)處理裝置(3)采用不含內(nèi)存儲器及內(nèi)驅(qū)動電路的單片機(3)；單片機電源正接Vcc正、負(fù)端接地，晶體兩端與單片機的OSC1和OSC2接線端連接；單片機的信號輸入端IN與信號電路(2)中的信號處理電路(6)的輸出端連接；單片機的外存儲器接線端D1端與外存儲器(7)的SCL接線端連接、D0端與外存儲器(7)的SDA接線端連接，外存儲器(7)的電源正端接電源Vcc正，其A0、A1、A2、Vss及WP接線端接地；行驅(qū)動電路(8)的行信號輸入端A、B、C、D與單片機的行信號輸出端P00、P01、P02、P03連接，行驅(qū)動電路(8)的行信號輸出端Y0、Y1、Y2、Y3……Yn分別與顯示電路(4)相應(yīng)的行信號輸入端連接；列驅(qū)動電路(9)的列信號輸入端E、F、G、H與單片機的列信號輸出端P10、P11、P12、P13連接，列驅(qū)動電路(9)的列信號輸出端X0、X1、X2、X3……Xn分別與顯示電路(4)相應(yīng)的列信號輸入端連接。
3.按照權(quán)利要求1所述的以指針形光標(biāo)代替活動指針的固態(tài)電子儀表，其特征在于其中的數(shù)據(jù)處理裝置(3)采用含內(nèi)存儲器而不含內(nèi)驅(qū)動電路的單片機(14)；單片機的正端接電源Vcc正，負(fù)端接地，晶體兩端分別與單片機的OSC1和OSC2接線端連接；被測信號電路(2)的信號處理電路(6)的信號輸出端與單片機的信號輸入端IN連接；行驅(qū)動電路(8)的行信號輸入端A、B、C、D與單片機的行信號輸出端P00、P01、P02、P03連接，行驅(qū)動電路(8)的行信號輸出端Y0、Y1、Y2、Y3……Yn分別與顯示電路的相應(yīng)的行信號輸入端連接；列驅(qū)動電路(9)的列信號輸入端E、F、G、H與單片機的列信號輸出端P10、P11、P12、P13連接，列驅(qū)動電路(9)的列信號輸出端X0、X1、X2、X3……Xn分別與顯示電路(4)的相應(yīng)的列信號輸入端連接。
4.按照權(quán)利要求1所述的以指針形光標(biāo)代替活動指針的固態(tài)電子儀表，其特征在于其中的數(shù)據(jù)處理裝置(3)采用含內(nèi)驅(qū)動電路而不含內(nèi)存儲器的單片機(15)。單片機的正端接Vcc正，負(fù)端接地；晶體兩端分別連接在單片機的OSC1和OSC2接線端；外存儲器(7)的正端接Vcc正，A0、A1、A2、Vss、WP接線端接地，SCL接線端與單片機的D1接線端連接，SDA接線端與單片機的D0接線端連接；單片機的行信號輸出端P00、P01、P02、P03……P0n分別與顯示電路(4)的相應(yīng)的行信號輸入端連接，單片機的列信號輸出端P10、P11、P12、P13……P1n分別與顯示電路(4)的相應(yīng)的列信號輸入端連接。
5.按照權(quán)利要求1所述的以指針形光標(biāo)代替活動指針的固態(tài)電子儀表，其特征在于其中的數(shù)據(jù)處理裝置(3)采用由集成電路組成的數(shù)據(jù)處理裝置(16)IC1，信號處理電路采用集成電路比較器(17)IC2，列驅(qū)動電路采用集成電路點/線驅(qū)動電路IC3；數(shù)據(jù)處理裝置IC1為內(nèi)含行驅(qū)動電路的集成電路，其正端VDD及CTR接線端接VCC正，負(fù)端接地，CLK接線端接時鐘信號，VREF接線端接參考電壓正，Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10為行信號輸出端，一一對應(yīng)與顯示電路(4)的行信號輸入端連接；傳感器(5)的輸出信號經(jīng)濾波電路及分壓電路輸出至比較器(17)IC2的同相輸入端，IC2的反相輸入端與數(shù)據(jù)處理裝置(16)IC1的比較信號輸出端P10連接；IC2的正端接Vcc電源正，負(fù)端接地；點/線驅(qū)動電路(18)IC3的正端接Vcc電源正，負(fù)端接地，MODE、Rid及RefAdj接地，Rhi接線端接參考電壓正，LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6、LED7、LED8、LED9、LED10為列信號輸出端一一對應(yīng)與顯示電路(4)的列信號輸入端連接；顯示電路(4)為由若干個發(fā)光二極管LED組成的矩陣，其行信號輸入端與數(shù)據(jù)處理裝置(16)IC1的行信號輸出端一一對應(yīng)連接，其列信號輸入端與點/線驅(qū)動電路(18)IC3的列輸出端一一對應(yīng)連接，各LED的陽極與各行信號輸入端對應(yīng)連接，各LED的陰極與各列信號輸入端對應(yīng)連接；IC2的信號輸出端與IC3的信號輸入端連接。
全文摘要
以指針形光標(biāo)代替活動指針的固態(tài)電子儀表，屬于固態(tài)電子儀表技術(shù)領(lǐng)域。所要解決的技術(shù)問題是提供一種以指針形光標(biāo)代替活動指針的固態(tài)電子儀表。解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案包含電源、數(shù)據(jù)處理裝置、信號電路及顯示電路。信號電路的傳感器輸出信號至信號處理電路，經(jīng)信號處理電路處理輸出至數(shù)據(jù)處理裝置。顯示電路包含若干個LED組成矩陣依次排列于儀表盤上作為指針形光標(biāo)，各LED分別與行輸入電路、列輸入電路相連。數(shù)據(jù)處理裝置接收信號電路輸入的信號后，按程序設(shè)定向顯示電路輸出信號，發(fā)光二極管即相應(yīng)亮、滅，顯示與被測電量相應(yīng)的指示。應(yīng)用于各種儀表，有益效果指示直觀、明顯，壽命長，結(jié)構(gòu)簡單。
文檔編號G01D13/28GK1591025SQ0313574
公開日2005年3月9日 申請日期2003年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月1日
發(fā)明者劉忠憲 申請人:劉忠憲