專利名稱：數(shù)字編碼量程切換開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子電路技術(shù)領(lǐng)域的切換開關(guān)，特別涉及一種數(shù)字編碼量程切換開關(guān)。
背景技術(shù)：
一直以來電子儀器或其他一切儀器均有量程切換的問題，量程切換是電子儀器使用相當(dāng)頻繁的操作，也是容易產(chǎn)生故障的部件。相當(dāng)一些儀器均使用機(jī)械式波段開關(guān)作為量程切換，由于機(jī)械式波段開關(guān)存在易氧化、使用一段時(shí)間后觸點(diǎn)不靈活的問題而導(dǎo)致儀器使用不正常。經(jīng)常這樣不僅影響正常使用同時(shí)成本也提高。這些問題一直困擾一些電子儀器的使用者。盡管也有設(shè)計(jì)者用半導(dǎo)體電子器件設(shè)計(jì)過一些電子式波段開關(guān)，但由于用純電子器件設(shè)計(jì)的電子式波段開關(guān)電路相對(duì)復(fù)雜，所用元器件比較多，受器件的老化和離散性的影響，同樣存在性能的不穩(wěn)定和不確定性。尤其是使用儀器的頻率較高，量程切換頻率相當(dāng)頻繁。因此相當(dāng)一部分儀器因?yàn)橐粋€(gè)量程開關(guān)導(dǎo)致整個(gè)儀器不能使用，而維修需要一定周期，況且也相對(duì)提高了使用的成本。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種數(shù)字編碼量程切換開關(guān)，采用單片機(jī)與電子編碼開關(guān)組合，形成的數(shù)字編碼式量程切換，所用硬件外圍器件少，通過單片機(jī)控制量程的切換，這樣成本低，設(shè)計(jì)靈活，設(shè)計(jì)出的量程切換開關(guān)使用壽命長，可靠性大大提聞。本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):·[0005]一種數(shù)字編碼量程切換開關(guān)，包括:數(shù)字編碼開關(guān)、檔位輸出電路以及單片機(jī)電路，檔位輸出電路與數(shù)字編碼開關(guān)分別連接單片機(jī)電路，輸出編碼開關(guān)信號(hào)至單片機(jī)電路，檔位輸出電路連接一儀器的電子開關(guān)，單片機(jī)電路連接儀器的通道放大電路，單片機(jī)電路根據(jù)編碼開關(guān)信號(hào)控制儀器進(jìn)行量程切換。較佳的，還包括整形電路，連接在數(shù)字編碼開關(guān)以及單片機(jī)電路之間，對(duì)編碼開關(guān)信號(hào)進(jìn)行整形。較佳的，還包括左右通道選擇電路，連接在儀器的通道放大電路與單片機(jī)電路之間進(jìn)行左右通道選擇。較佳的，數(shù)字編碼開關(guān)為旋轉(zhuǎn)式編碼開關(guān)，編碼開關(guān)信號(hào)為兩個(gè)延時(shí)脈沖信號(hào)，單片機(jī)電路根據(jù)兩個(gè)延時(shí)脈沖信號(hào)的高低電平判斷旋轉(zhuǎn)式編碼開關(guān)的旋轉(zhuǎn)方向。較佳的，還包括量程顯示電路，連接單片機(jī)電路，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前量程。較佳的，單片機(jī)電路包括:單片機(jī)芯片、若干鎖存器、單片機(jī)晶振電路、單片機(jī)復(fù)位電路、蜂鳴器，若干鎖存器、單片機(jī)晶振電路、單片機(jī)復(fù)位電路連接單片機(jī)芯片。較佳的，單片機(jī)芯片為AT89C2051單片機(jī)，若干鎖存器為74HC573八進(jìn)制3態(tài)非反轉(zhuǎn)透明鎖存器。[0012]較佳的數(shù)字編碼量程切換開關(guān)還包括單片機(jī)擴(kuò)展電路，單片機(jī)擴(kuò)展電路包括若干鎖存器，連接單片機(jī)芯片。

圖1為本實(shí)用新型一種數(shù)字編碼量程切換開關(guān)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型一種數(shù)字編碼量程切換開關(guān)的電路圖；圖3為本實(shí)用新型中的編碼開關(guān)信號(hào)示意圖；圖4為本實(shí)用新型中的單片機(jī)芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型中的鎖存器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。請參考圖1，本實(shí)用新型提供的一種數(shù)字編碼量程切換開關(guān)，包括:數(shù)字編碼開關(guān)、檔位輸出電路以及單片機(jī)電路，檔位輸出電路連接單片機(jī)電路，數(shù)字編碼開關(guān)連接單片機(jī)電路，輸出編碼開關(guān)信號(hào)至單片機(jī)電路，檔位輸出電路連接一儀器的電子開關(guān)，單片機(jī)電路連接儀器的通道放大電路，單片機(jī)電路根據(jù)編碼開關(guān)信號(hào)控制儀器進(jìn)行量程切換。請參考圖2: I為數(shù)字編碼開關(guān):用的是專用旋轉(zhuǎn)式編碼開關(guān)，Jl和J6分別是二個(gè)通道連接插座，連接來自編碼開關(guān)的信號(hào)，三個(gè)引腳與編碼開關(guān)三個(gè)引腳相連，當(dāng)旋轉(zhuǎn)開關(guān)順時(shí)針轉(zhuǎn)和反時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)用示波器測出1、3腳產(chǎn)生二個(gè)延時(shí)脈沖A和B，如圖3所示，當(dāng)輸出A為高電平，輸出B出現(xiàn)高電平表明順時(shí)針轉(zhuǎn)，當(dāng)A為高電平，輸出B出現(xiàn)低電平表明反時(shí)針旋轉(zhuǎn)。所以單片機(jī)編程時(shí)只要判斷輸出A為高電平時(shí)輸出B的狀態(tài)就知道旋轉(zhuǎn)方向了。2為整形電路:編碼開關(guān)信號(hào)通過微分電路得到窄脈沖信號(hào)輸出送到單片機(jī)INTO和INT1(中斷口)。另外編碼開關(guān)信號(hào)從Jl和J6的2腳輸出通過74 LS14 (JC4C和JC4B)分別到單片機(jī)TO和Tl，通過判斷確定是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)從而提供單片機(jī)控制信號(hào)。J4 (74HC14)為施密特反向器。R5-R7、C7-C9、BG31、BG32組成微分電路其目的使編碼開關(guān)得到窄脈沖信號(hào)給單片機(jī)，增加編碼信號(hào)的可靠性。R2-R4、C2-C4、BG33、BG34是另一通道。3為單片機(jī)電路及其擴(kuò)展電路:其中，單片機(jī)電路:由AT89C2051 (JC2)單片機(jī)芯片和74HC573 (JC1、JC3)八進(jìn)制3態(tài)非反轉(zhuǎn)透明鎖存器組成。C1、C5 (20P)組成單片機(jī)晶振電路。R9、C6、JC4A (74LS14)組成單片復(fù)位電路(上拉電方式)。請參考圖4，本實(shí)用新型用Pl的八個(gè)口(P1.0-P1.7)作為輸出端。單片機(jī)I腳為復(fù)位電路腳。P3.0和P3.1分別接二個(gè)鎖存器JCl和JC3(74HC573)的片選控制端。單片機(jī)5、6腳(XTA1和XTA2)接晶振電路。單片機(jī)7、8腳為二個(gè)中斷口腳分別接二個(gè)通道編碼經(jīng)過微分的電路輸出窄脈沖信號(hào)。單片機(jī)9、10腳分別接編碼開關(guān)信號(hào)，用于判斷編碼開關(guān)旋轉(zhuǎn)方向確定單片控制。單片機(jī)輸出P1.0-P1.7輸出信號(hào)分別接到檔位顯示發(fā)光二極管，同時(shí)接到二個(gè)鎖存器的輸入端。11腳的P3.7輸出信號(hào)接到BG27和BG28，分別是左右通道的指示二極管。[0025]擴(kuò)展電路:由二個(gè)鎖存器組成單片機(jī)擴(kuò)展電路。請參考圖5，其中JCl有8個(gè)輸出端Q0-Q7。QO輸出接到左右通道選擇電路的三級(jí)管BG30，控制三極管導(dǎo)通和截止。Ql接到電鈴BI，其作用:當(dāng)量程從小到大旋轉(zhuǎn)到最大量程，再旋轉(zhuǎn)時(shí)單片機(jī)程序使量程不再變化同時(shí)接電鈴端輸出高電平使電鈴報(bào)警提示已是最大量程，另外當(dāng)量程旋到最小量程時(shí)同樣會(huì)發(fā)出報(bào)警聲量程指示也不再變化。Q2-Q6分別連接到檔位顯示發(fā)光二極管的正級(jí)，運(yùn)用動(dòng)態(tài)掃描使加到二極管信號(hào)與單片機(jī)輸出連接二極管負(fù)極信號(hào)形成延時(shí)從而點(diǎn)亮檔位二極管。JC3鎖存器來自單片機(jī)輸出信號(hào)，Q0-Q3四根線和Q4-Q7分別接到儀器的電子開關(guān)上。二組輸出分別是二個(gè)通道輸出，因?yàn)楸緦?shí)施例中是13檔量程顯示，用B⑶碼編碼輸出，需要四根線才能滿足。JCl和JC3和選通端來自單片機(jī)的P3.0和P3.1。I腳和10腳接地有效。4為左右通道選擇電路:由BG30三級(jí)管、BG29 二極管、JDl直流接觸器組成。接觸器線圈得電使接觸器的常開點(diǎn)閉合使觸點(diǎn)往左接通而選擇左通道，同理接觸器線圈失電則觸點(diǎn)往右接通而選擇右通道。其中BG29 二極管并接在接觸器線圈兩端起續(xù)流作用。而BG30三極管導(dǎo)通和截止就決定接觸器線圈是得電還是失電，三極管導(dǎo)通線圈得電，三極管截止線圈失電。而三級(jí)管的導(dǎo)通和截止取決于鎖存器JCl的19腳，而鎖存器信號(hào)又取決于單片機(jī)程序。5為檔位輸出電路:由鎖存器JC3 (74HC573)分二路輸出，每一路四根線，通過B⑶碼組合可以對(duì)16路信號(hào)進(jìn)行輸出，而本實(shí)用新型每組只用13路。輸出的信號(hào)到電子開關(guān)(即儀器的量程電子開關(guān)電路)。6為檔位顯示電路:由BG1-BG26 二十六個(gè)發(fā)光二極管。分別是二通道，每個(gè)通道13個(gè)檔位。每個(gè)檔位分別由一個(gè)發(fā)光二極管亮表示。其中BG1-BG6和BG14-BG19為二個(gè)通道的高量程顯示。而BG7-BG13和BG20-BG26為二個(gè)通道的低量程顯示。其他:R8 (100歐)電阻與發(fā)光二極管相連，起限流、保護(hù)發(fā)光二極管的作用。Rl(IK)與BG30基極相連，起限流作用，保護(hù)三極管BG30。R8 (100歐)與+5V電源相連起限流作用。J2、J3是輸出到 儀器電子開關(guān)電路的插孔。J4、J5是連接到左右通道放大電路的連接插孔。BI蜂鳴器是量程最低和量高時(shí)的提示，因?yàn)樾D(zhuǎn)編碼開關(guān)是左右可以無限位旋轉(zhuǎn)的開關(guān)。BG27 BG28 二個(gè)發(fā)光二極管分別是左右通道的指示。R5、R6、R7、C8、C9、BG31、BG32組成微分電路使輸出脈沖供單片機(jī)中斷。本實(shí)用新型不僅可以在電子儀器上使用，在家用電器、數(shù)控機(jī)床等等均有應(yīng)用價(jià)值。還能對(duì)一些原來因量程開關(guān)損壞不能修復(fù)的儀器進(jìn)行改裝成電子量程開關(guān)。以上公開的僅為本申請的一個(gè)具體實(shí)施例，但本申請并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落在本申請的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字編碼量程切換開關(guān)，其特征在于，包括:數(shù)字編碼開關(guān)、檔位輸出電路以及單片機(jī)電路，所述檔位輸出電路與所述數(shù)字編碼開關(guān)分別連接所述單片機(jī)電路，所述數(shù)字編碼開關(guān)輸出編碼開關(guān)信號(hào)至所述單片機(jī)電路，所述檔位輸出電路連接一儀器的電子開關(guān)，所述單片機(jī)電路連接所述儀器的通道放大電路，所述單片機(jī)電路根據(jù)所述編碼開關(guān)信號(hào)控制所述儀器進(jìn)行量程切換。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字編碼量程切換開關(guān)，其特征在于，還包括整形電路，連接在所述數(shù)字編碼開關(guān)與所述單片機(jī)電路之間，對(duì)所述編碼開關(guān)信號(hào)進(jìn)行整形。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字編碼量程切換開關(guān)，其特征在于，還包括左右通道選擇電路，連接在所述儀器的通道放大電路與所述單片機(jī)電路之間，進(jìn)行左右通道選擇。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字編碼量程切換開關(guān)，其特征在于，所述數(shù)字編碼開關(guān)為旋轉(zhuǎn)式編碼開關(guān)，所述編碼開關(guān)信號(hào)為兩個(gè)延時(shí)脈沖信號(hào)，所述單片機(jī)電路根據(jù)所述兩個(gè)延時(shí)脈沖信號(hào)的高低電平判斷所述旋轉(zhuǎn)式編碼開關(guān)的旋轉(zhuǎn)方向。
5.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字編碼量程切換開關(guān)，其特征在于，還包括量程顯示電路，連接所述單片機(jī)電路，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前量程。
6.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字編碼量程切換開關(guān)，其特征在于，所述單片機(jī)電路包括:單片機(jī)芯片、若干鎖存器、單片機(jī)晶振電路、單片機(jī)復(fù)位電路、蜂鳴器，所述若干鎖存器、所述單片機(jī)晶振電路、所述單片機(jī)復(fù)位電路連接所述單片機(jī)芯片。
7.如權(quán)利要求6所述的數(shù)字編碼量程切換開關(guān)，其特征在于，所述單片機(jī)芯片為AT89C2051單片機(jī)，所述若干鎖存器 為74HC573八進(jìn)制3態(tài)非反轉(zhuǎn)透明鎖存器。
8.如權(quán)利要求6所述的數(shù)字編碼量程切換開關(guān)，其特征在于，還包括單片機(jī)擴(kuò)展電路，所述單片機(jī)擴(kuò)展電路包括若干鎖存器，連接所述單片機(jī)芯片。
專利摘要一種數(shù)字編碼量程切換開關(guān)，包括數(shù)字編碼開關(guān)、檔位輸出電路以及單片機(jī)電路，檔位輸出電路與數(shù)字編碼開關(guān)分別連接單片機(jī)電路，輸出編碼開關(guān)信號(hào)至單片機(jī)電路，檔位輸出電路連接一儀器的電子開關(guān)，單片機(jī)電路連接儀器的通道放大電路，單片機(jī)電路根據(jù)編碼開關(guān)信號(hào)控制儀器進(jìn)行量程切換。
文檔編號(hào)G05B19/042GK203117702SQ201320087069
公開日2013年8月7日 申請日期2013年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月26日
發(fā)明者湯偉芳, 張慶芳, 徐艷, 姜弈鈞, 李海, 劉孝趙 申請人:蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院