本發(fā)明涉及電路結(jié)構(gòu),具體的講是激光角度測(cè)量電路。
背景技術(shù):
目前常用的角度測(cè)量工具如量腳尺等,不方便直接讀取測(cè)量的數(shù)值,并且在實(shí)際的測(cè)量中容易受到測(cè)量環(huán)境、被測(cè)物體結(jié)構(gòu)等影響而造成測(cè)量不便,而且其測(cè)量的長(zhǎng)度通常偏短,不能夠?qū)蓚€(gè)角邊進(jìn)行長(zhǎng)距離的校準(zhǔn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供了一種激光角度測(cè)量電路,以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的角度測(cè)量和校準(zhǔn),并可以對(duì)兩個(gè)角邊進(jìn)行校準(zhǔn),同時(shí)通過(guò)判斷儀器的空間位置使測(cè)量數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。
本發(fā)明的激光角度測(cè)量電路,具有通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與單片機(jī)連接的角度傳感器,以及經(jīng)單片機(jī)的串口連接的三軸傳感器;還設(shè)有一端連接于在單片機(jī)、另一端接地的角度歸零按鍵和三軸數(shù)據(jù)保存按鍵,其中角度歸零按鍵和三軸數(shù)據(jù)保存按鍵與單片機(jī)的連接端還接有電源;單片機(jī)還連接有顯示電路,電源和接地之間設(shè)有激光頭模塊,通過(guò)激光頭模塊可以發(fā)射激光進(jìn)行角度的測(cè)量和/或校準(zhǔn)。
角度傳感器可以將0~360的角度變化轉(zhuǎn)換為0~VCC的電壓變化。電壓從角度傳感器對(duì)應(yīng)的端口輸出到模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(ADC轉(zhuǎn)換模塊),轉(zhuǎn)換為8位2進(jìn)制數(shù)據(jù),由模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端送入單片機(jī)。單片機(jī)實(shí)時(shí)讀取模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)值并計(jì)算得出電壓,反推出對(duì)應(yīng)的角度,將得到的角度數(shù)據(jù)送入顯示電路進(jìn)行顯示。通過(guò)所述的角度歸零按鍵可以將當(dāng)前角度設(shè)置為0°,從當(dāng)前角度開(kāi)始計(jì)算角度大小。
三軸傳感器采用串口與單片機(jī)通訊,三軸傳感器將(X、Y、Z)軸三個(gè)方向的重力加速度分量檢測(cè)并轉(zhuǎn)換,將轉(zhuǎn)換值傳送給單片機(jī),單片機(jī)循環(huán)檢測(cè)三個(gè)數(shù)值,判斷測(cè)量?jī)x器在空間中的狀態(tài),通過(guò)所述的三軸數(shù)據(jù)保存按鍵保存當(dāng)前三軸值并將其設(shè)置為平面判斷條件,默認(rèn)值為水平面的值,單片機(jī)判斷測(cè)量?jī)x器是否與水平面或人為設(shè)定的平面平行,如果平行則可以進(jìn)行角度測(cè)量。
所述的各模塊均可采用目前現(xiàn)有的模塊實(shí)現(xiàn),其中涉及的運(yùn)行程序也可通過(guò)本領(lǐng)域的常規(guī)方式實(shí)現(xiàn),不是本發(fā)明的創(chuàng)新性所在。
進(jìn)一步的,單片機(jī)的兩個(gè)晶振端口分別連接晶振的兩端后,通過(guò)對(duì)應(yīng)的起振電容接地。通過(guò)晶振和起振電容為單片機(jī)提供工作時(shí)序。
優(yōu)選的,所述的顯示電路中包括有數(shù)碼管模塊,單片機(jī)通過(guò)數(shù)碼管位控制端分別對(duì)應(yīng)連接數(shù)碼管模塊的位選端,控制數(shù)碼管位選,單片機(jī)的顯示端口分別對(duì)應(yīng)連接數(shù)碼管模塊的段選端,控制數(shù)碼管段選。通過(guò)數(shù)碼管方式顯示相關(guān)的角度參數(shù)。
進(jìn)一步的,單片機(jī)的數(shù)碼管位控制端與數(shù)碼管模塊的位選端之間分別設(shè)有驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)數(shù)碼管的三極管。每個(gè)數(shù)碼管位對(duì)應(yīng)由一個(gè)NPN三極管驅(qū)動(dòng),三極管的集電極接電源,基極接單片機(jī)的I/O口,發(fā)射極接數(shù)碼管的位選端,當(dāng)基極為高電平時(shí),三極管導(dǎo)通,數(shù)碼管的位選端被置為高電平,該位數(shù)碼管被選中,然后依次循環(huán)掃描,實(shí)現(xiàn)顯示。
進(jìn)一步的,單片機(jī)的復(fù)位端口連接具有并聯(lián)結(jié)構(gòu)的電容和復(fù)位按鍵的復(fù)位電路。當(dāng)單片機(jī)運(yùn)行錯(cuò)誤時(shí),可以通過(guò)復(fù)位按鍵對(duì)單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位。
在此基礎(chǔ)上,為了對(duì)各種狀態(tài)有更清晰的指示,在單片機(jī)的I/O口與電源之間連接有平面檢測(cè)指示燈,當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到三軸傳感器的輸出值與單片機(jī)的內(nèi)部預(yù)設(shè)值吻合時(shí),則拉低平面檢測(cè)指示燈對(duì)應(yīng)端口的電平,平面檢測(cè)指示燈則被點(diǎn)亮,表示三軸傳感器可以工作了。
進(jìn)一步的,電源與接地之間設(shè)有電源指示燈,當(dāng)整個(gè)電路通電后,電源指示燈即被點(diǎn)亮,表示通電狀態(tài)。
本發(fā)明的激光角度測(cè)量電路,能夠方便的實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的角度測(cè)量和校準(zhǔn),同時(shí)把測(cè)量角度數(shù)字化,還能夠?qū)蓚€(gè)角邊進(jìn)行校準(zhǔn),以及通過(guò)判斷儀器的空間位置使其和待測(cè)角度保持合適的空間夾角,使測(cè)量數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。
以下結(jié)合實(shí)施例的具體實(shí)施方式,對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容再作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)例。在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想情況下,根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段做出的各種替換或變更,均應(yīng)包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明激光角度測(cè)量電路的電路示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示本發(fā)明的激光角度測(cè)量電路,具有通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊U1與單片機(jī)U2連接的角度傳感器J3,以及經(jīng)單片機(jī)U2的串口P3.0,P3.1連接的三軸傳感器U4。角度傳感器J3將0~360的角度變化轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電壓后經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊U1傳輸給單片機(jī)U2,由單片機(jī)U2根據(jù)電壓推導(dǎo)出對(duì)應(yīng)的角度。還設(shè)有一端連接于在單片機(jī)U2、另一端接地的角度歸零按鍵S3和三軸數(shù)據(jù)保存按鍵S4。其中角度歸零按鍵S3和三軸數(shù)據(jù)保存按鍵S4與單片機(jī)U2的連接端還接有電源VCC。單片機(jī)U2與電源VCC之間連接有平面檢測(cè)指示燈D1。通過(guò)角度歸零按鍵S3將當(dāng)前角度設(shè)置為0°,從當(dāng)前角度開(kāi)始計(jì)算角度大小。通過(guò)三軸數(shù)據(jù)保存按鍵S4保存三軸傳感器U4的當(dāng)前三軸值并將其設(shè)置為平面判斷條件,默認(rèn)值為水平面的值,單片機(jī)U2判斷測(cè)量?jī)x器是否與水平面或人為設(shè)定的平面平行,即單片機(jī)判斷三軸傳感器的輸出值是否與單片機(jī)的內(nèi)部預(yù)設(shè)值吻合,如果平行則拉低平面檢測(cè)指示燈D1對(duì)應(yīng)端口的電平,平面檢測(cè)指示燈D1則被點(diǎn)亮,表示可以進(jìn)行角度測(cè)量。
單片機(jī)U2還連接有顯示電路,在顯示電路中包括有數(shù)碼管模塊U3,單片機(jī)U2通過(guò)數(shù)碼管位控制端P0.0,P0.2,P0.4,P0.6通過(guò)分別對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的NPN型三極管Q1、Q2、Q3、Q4連接至數(shù)碼管模塊U3的位選端,單片機(jī)U2的顯示端口P2.0~P2.7分別對(duì)應(yīng)連接數(shù)碼管模塊U3的段選端。三極管Q1~Q4的集電極接電源,基極接單片機(jī)U2對(duì)應(yīng)的I/O口(數(shù)碼管位控制端),發(fā)射極接數(shù)碼管的位選端,當(dāng)基極為高電平時(shí),對(duì)應(yīng)的三極管導(dǎo)通,數(shù)碼管的位選端被置為高電平,該位數(shù)碼管被選中,然后依次循環(huán)掃描,實(shí)現(xiàn)顯示。電源VCC和接地之間設(shè)有激光頭模塊Laser1,Laser2,通過(guò)設(shè)于電源VCC與接地之間的電源指示燈D2對(duì)電路是否通電進(jìn)行提示。
單片機(jī)U2的兩個(gè)晶振端口XTAL1,XTAL2分別連接晶振X1的兩端后,通過(guò)對(duì)應(yīng)的起振電容C2,C5接地,晶振X1和起振電容C2,C5為單片機(jī)提供工作時(shí)序。單片機(jī)U2的復(fù)位端口RST連接具有并聯(lián)結(jié)構(gòu)的電容C4和復(fù)位按鍵S2的復(fù)位電路,當(dāng)單片機(jī)U2運(yùn)行錯(cuò)誤時(shí),可以通過(guò)復(fù)位按鍵S2對(duì)單片機(jī)U2進(jìn)行復(fù)位。