專利名稱：一種電子高度表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電子測量儀表，特別是一種電子高度表。
技術(shù)背景在很多場合，比如越野吉普車或其它野外考察車輛，特別是一些在高海拔或行進(jìn)在地勢高度相差較大地區(qū)的車輛非常需要了解車輛所處位置的海拔高度或者兩點(diǎn)之間的高度落差信息，因此在車上配備一個比較精確的高度儀是很有必要的。目前的高度儀采用機(jī)械式高度計(jì)，而機(jī)械式高度計(jì)存在環(huán)節(jié)多，靈敏度低，誤差大、故障率高、一致性差的缺陷。
技術(shù)內(nèi)容隨著電子技術(shù)及傳感技術(shù)的高速發(fā)展，加之半導(dǎo)體硅微細(xì)加工技術(shù)及加工工藝的不斷提高，氣壓傳感的生產(chǎn)成本不斷降低，已完成具備研發(fā)和采用電子式高度計(jì)。本實(shí)用新型的目的是提供一種電子高度表，采用電子式高度表取代原有的機(jī)械式高度計(jì)，提高高度表的可靠性、一致性，具有更高的靈敏度和分辨率，以及更寬的測量范圍和溫度環(huán)境，顯示更直觀。
它包括恒流源1、氣壓傳感器2、信號處理電路3、單片機(jī)4、顯示驅(qū)動電路5、顯示電路6、電源電路7、功能控制電路10和指示燈電路11；所述恒流源1的輸出端與所述氣壓傳感器2的電源端相連，為所述氣壓傳感器2提供一個恒定的供電電流源；所述氣壓傳感器2的是一個氣壓傳感器，它的輸出端與所述3的氣壓信號輸入端相連；所述信號處理電路3是一個由運(yùn)算放大器構(gòu)成的差分放大器，它將來自所述氣壓傳感器2的氣壓信號差分放大并輸出到所述單片機(jī)4的一個數(shù)據(jù)輸入端，該單片機(jī)4將接收到的信號進(jìn)行分析計(jì)算得到一個海拔高度數(shù)值數(shù)據(jù)或者相對高度的數(shù)值數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)經(jīng)串行數(shù)據(jù)線輸出到所述顯示驅(qū)動電路5；所述顯示驅(qū)動電路5完成對所述顯示電路6的顯示驅(qū)動；所述顯示電路6顯示數(shù)值；所述電源電路7與汽車蓄電池相連，為各部分電路提供電流。
所述電源電路7包括主電源電路8和穩(wěn)壓電源電路9，所述主電源電路8與汽車蓄電池供電端相連接，并將蓄電池電壓轉(zhuǎn)換成+5伏直流電源與所述單片機(jī)4、功能控制電路10、指示燈電路11的電源端相連；同時將由蓄電池電壓降壓后的電壓端與所述顯示驅(qū)動電路5、顯示電路6的電源端相連；所述穩(wěn)壓電源電路9將蓄電池電源電壓穩(wěn)壓后與所述1的供電流相連，還包括一個為所述恒流源1和氣壓傳感器2提供正、負(fù)5伏供電電源的直流電壓變換電路。
它還包括一個雷達(dá)信號輸入端13和一個倒車提醒電路12；所述雷達(dá)信號輸入端13與所述單片機(jī)4的一個數(shù)據(jù)輸入端相連，接收車后障礙物的距離信號，并由該單片機(jī)4處理后輸出一個數(shù)值數(shù)據(jù)并根據(jù)需要送至所述顯示驅(qū)動電路5；所述單片機(jī)4的一個提醒控制信號與所述倒車提醒電路12相連，在汽車倒車時發(fā)光聲音報(bào)警。
由于采用了電子式氣壓傳感器，引入了單片機(jī)進(jìn)行分析計(jì)算和數(shù)據(jù)處理，使本實(shí)用新型的高度表具有比機(jī)械式高度計(jì)更高的靈敏度和可靠性，反應(yīng)速度也更快。


圖1為本實(shí)用新型電路原理框圖；
圖2為具體實(shí)施方式
的包括恒流源1、氣壓傳感器2的電路原理圖；圖3為具體實(shí)施方式
的包括信號處理電路3、單片機(jī)4、顯示驅(qū)動電路5、顯示電路6等在內(nèi)的的電路原理圖。
其中1、恒流源 2、氣壓傳感器 3、信號處理電路 4、單片機(jī) 5、顯示驅(qū)動電路 6、顯示電路 7、電源電路 8、主電源電路 9、穩(wěn)壓電源電路 10、功能控制電路 11、指示燈電路 12、倒車提醒電路 13、雷達(dá)信號輸入端具體實(shí)施方式
如圖1-3所示它包括恒流源1、氣壓傳感器2、信號處理電路3、單片機(jī)4、顯示驅(qū)動電路5、顯示電路6、電源電路7、功能控制電路10和指示燈電路11；所述恒流源1的輸出端與所述氣壓傳感器2的電源端相連，為所述氣壓傳感器2提供一個恒定的供電電流源；所述氣壓傳感器2的是一個氣壓傳感器，它的輸出端與所述3的氣壓信號輸入端相連；所述信號處理電路3是一個由運(yùn)算放大器構(gòu)成的差分放大器，它將來自所述氣壓傳感器2的氣壓信號差分放大并輸出到所述單片機(jī)4的一個數(shù)據(jù)輸入端，該單片機(jī)4將接收到的信號進(jìn)行分析計(jì)算得到一個海拔高度數(shù)值數(shù)據(jù)或者相對高度的數(shù)值數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)經(jīng)串行數(shù)據(jù)線輸出到所述顯示驅(qū)動電路5；所述顯示驅(qū)動電路5完成對所述顯示電路6的顯示驅(qū)動；所述顯示電路6顯示數(shù)值；所述電源電路7與汽車蓄電池相連，為各部分電路提供電流。
所述電源電路7包括主電源電路8和穩(wěn)壓電源電路9，所述主電源電路8與汽車蓄電池供電端相連接，并將蓄電池電壓轉(zhuǎn)換成+5伏直流電源與所述單片機(jī)4、功能控制電路10、指示燈電路11的電源端相連；同時將由蓄電池電壓降壓后的電壓端與所述顯示驅(qū)動電路5、顯示電路6的電源端相連；所述穩(wěn)壓電源電路9將蓄電池電源電壓穩(wěn)壓后與所述1的供電流相連，還包括一個為所述恒流源1和氣壓傳感器2提供正、負(fù)5伏供電電源的直流電壓變換電路。
它還包括一個雷達(dá)信號輸入端13和一個倒車提醒電路12；所述雷達(dá)信號輸入端13與所述單片機(jī)4的一個數(shù)據(jù)輸入端相連，接收車后障礙物的距離信號，并由該單片機(jī)4處理后輸出一個數(shù)值數(shù)據(jù)并根據(jù)需要送至所述顯示驅(qū)動電路5；所述單片機(jī)4的一個提醒控制信號與所述倒車提醒電路12相連，在汽車倒車時發(fā)光聲音報(bào)警。
所述恒流源1由運(yùn)算放大器U2A、分別連接于運(yùn)放U2A正向輸入端與+5V電源之間的電阻器R43和電源地之間的電阻器R44以及連接于該U2A的輸出端與反向輸入端之間的電阻器R45構(gòu)成；所述氣壓傳感器2電型號為NPP301的氣壓傳感器及其調(diào)零電阻VR2和電阻器R49構(gòu)成；所述信號處理電路3由運(yùn)算放大器U2B、U2C及其外圍電阻器和電容器構(gòu)成；所述單片機(jī)4由型號為PIC16F819的單片機(jī)及其外圍電路構(gòu)成；所述功能控制電路10由可復(fù)位按鈕開關(guān)SW2構(gòu)成，該按鈕開關(guān)SW2的一端接高電平，另一端與所述單片機(jī)4的一個輸入端相連，并通過一個電阻器R4與電源地相連；所述指示燈電路11包括分別串聯(lián)在所述單片機(jī)4的一個高度類型指示輸出端和地之間的由發(fā)光二極管LED3、電阻器R2和發(fā)光二極管LED4、電阻器R3構(gòu)成兩個串聯(lián)指示電路；所述顯示驅(qū)動電路5包括兩個顯示驅(qū)動集成電路；所述顯示電路6是一個型號為VFD的顯示集成電路。
單片機(jī)4接收氣壓傳感器的氣壓數(shù)據(jù)分析處理后得出高度數(shù)據(jù)，并根據(jù)功能控制電路的按鍵開關(guān)SW2按動的次數(shù)判斷需要送出數(shù)據(jù)是相對高度還是海拔高度并由顯示驅(qū)動電路驅(qū)動顯示電路顯示相應(yīng)的數(shù)值，同時指示燈電路中的LED3或LED4顯示點(diǎn)亮，指示不同的高度類型。
本實(shí)用新型采用真空螢光顯示屏VFD作為電子高度表的顯示器，VFD的功耗低、線條細(xì)膩、高度高、色彩鮮艷華麗、圖形的設(shè)計(jì)自由度大、顯示面積較大。VFD與目前發(fā)展前景較好的LCD(液晶)相比，其溫度適應(yīng)范圍更寬，響應(yīng)時間更快，對比度更明顯。VFD與其他顯示器件CRT(陰極躲線管)、PDP(等離子顯示器)、ELD(場致發(fā)光顯示器)、ECD(電致變色顯示器)相比，則分別在高度、顏色、響應(yīng)時間、工作電壓或造價(jià)，具有更為明顯的優(yōu)勢。因此，在國內(nèi)外汽車上，應(yīng)用顯普遍的電子顯示器件是VFD。
本實(shí)用新型的電子式高度表與機(jī)械式高度計(jì)相比，具有明顯優(yōu)點(diǎn)，如更高的可靠性，更好的一致性，更高的靈敏度，更高的辨率，更寬的測量范圍和溫度環(huán)境，顯示更直觀，成本相差無兒，采用電子式高度計(jì)亦符合技術(shù)的發(fā)展趨勢。
權(quán)利要求1.一種電子高度表，其特征在于它包括恒流源(1)、氣壓傳感器(2)、信號處理電路(3)、單片機(jī)(4)、顯示驅(qū)動電路(5)、顯示電路(6)、電源電路(7)、功能控制電路(10)和指示燈電路(11)；其中所述恒流源(1)的輸出端與所述氣壓傳感器(2)的電源端相連；所述氣壓傳感器(2)的氣壓信號輸出端與所述信號處理電路(3)氣壓信號輸入端相連；所述信號處理電路(3)是一個由運(yùn)算放大器構(gòu)成的將來自所述氣壓傳感器(2)的氣壓信號差分放大并輸出到所述單片機(jī)(4)的一個數(shù)據(jù)輸入端的差分放大器，將接收到的信號進(jìn)行分析計(jì)算得到一個海拔高度數(shù)值數(shù)據(jù)或者相對高度的數(shù)值數(shù)據(jù)的單片機(jī)(4)的數(shù)據(jù)輸出端經(jīng)串行數(shù)據(jù)線與完成對所述顯示電路(6)的顯示驅(qū)動的顯示驅(qū)動電路(5)相連；為各部分電路提供電流的所述電源電路(7)與汽車蓄電池相連。
2.如權(quán)利要求1的一種電子高度表，其特征在于所述電源電路(7)包括將蓄電池電壓轉(zhuǎn)換成+5伏直流電源的主電源電路(8)和穩(wěn)壓電源電路(9)，所述主電源電路(8)與汽車蓄電池供電端相連接，與所述單片機(jī)(4)、功能控制電路(10)、指示燈電路(11)的電源端相連；同時將由蓄電池電壓降壓后的電壓端與所述顯示驅(qū)動電路(5)、顯示電路(6)的電源端相連；將蓄電池電源電壓穩(wěn)壓的所述穩(wěn)壓電源電路(9)與所述恒流源(1)的供電端相連，還包括一個為所述恒流源(1)和氣壓傳感器(2)提供正、負(fù)5伏供電電源的直流電壓變換電路。
3.如權(quán)利要求1的一種電子高度表，其特征在于它還包括一個雷達(dá)信號輸入端(13)和一個倒車提醒電路(12)；接收車后障礙物的距離信號的所述雷達(dá)信號輸入端(13)與所述單片機(jī)(4)的一個數(shù)據(jù)輸入端相連，單片機(jī)(4)的一個數(shù)值數(shù)據(jù)輸出端與所述顯示驅(qū)動電路(5)相連；所述單片機(jī)(4)的一個提醒控制信號輸出端與所述倒車提醒電路(12)相連。
4.如權(quán)利要求1或2或3的一種電子高度表，其特征在于所述恒流源(1)由運(yùn)算放大器U2A、分別連接于運(yùn)放U2A正向輸入端與+5V電源之間的電阻器R43和電源地之間的電阻器R44以及連接于該U2A的輸出端與反向輸入端之間的電阻器R45構(gòu)成；所述氣壓傳感器(2)電型號為NPP301的氣壓傳感器及其調(diào)零電阻VR2和電阻器R49構(gòu)成；所述信號處理電路(3)由運(yùn)算放大器U2B、U2C及其外圍電阻器和電容器構(gòu)成；所述單片機(jī)(4)由型號為PIC16F819的單片機(jī)及其外圍電路構(gòu)成；所述功能控制電路(10)由可復(fù)位按鈕開關(guān)SW2構(gòu)成，該按鈕開關(guān)SW2的一端接高電平，另一端與所述單片機(jī)(4)的一個輸入端相連，并通過一個電阻器R4與電源地相連；所述指示燈電路(11)包括分別串聯(lián)在所述單片機(jī)(4)的一個高度類型指示輸出端和地之間的由發(fā)光二極管LED3、電阻器R2和發(fā)光二極管LED4、電阻器R3構(gòu)成兩個串聯(lián)指示電路；所述顯示驅(qū)動電路(5)包括兩個顯示驅(qū)動集成電路；所述顯示電路(6)是一個型號為VFD的顯示集成電路。
專利摘要一種電子高度表，包括恒流源、氣壓傳感器、信號處理電路、單片機(jī)、顯示驅(qū)動電路、顯示電路、電源電路、功能控制電路和指示燈電路，恒流源的輸出端與氣壓傳感器的電源端相連；氣壓傳感器的氣壓信號輸出端與信號處理電路相連；信號處理電路由運(yùn)算放大器構(gòu)成，將來自氣壓傳感器的氣壓信號差分放大并輸出到單片機(jī)數(shù)據(jù)輸入端，將接收到的信號進(jìn)行分析計(jì)算得到一個海拔高度數(shù)值數(shù)據(jù)或者相對高度的數(shù)值數(shù)據(jù)的單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸出端經(jīng)串行數(shù)據(jù)線與完成對所述顯示電路的顯示驅(qū)動的所述顯示驅(qū)動電路相連；為各部分電路提供電流的所述電源電路與汽車蓄電池相連。它可靠性高，一致性好，靈敏度和分辨率高，測量范圍寬，顯示更直觀。
文檔編號G01C5/00GK2739578SQ20042003618
公開日2005年11月9日 申請日期2004年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月11日
發(fā)明者李孝平, 劉南山, 李志強(qiáng), 吳海浪 申請人:株洲九天汽車儀表有限公司