专利名称：以指针形光标代替活动指针的固态电子仪表的制作方法
技术领域：
属于固态电子仪表技术领域。
背景技术：
多年来，活动指针仪表一直用于测量技术领域，其优点是直观、明显，在大多数情况下，观察者只需目光一瞥指针所指角度、位置，即可大致判断其所指示的数值，而不需仔细阅读其准确读数，这在很多场合显得十分方便，例如阅读高速行驶中的汽车仪表以及需远距阅读的仪表；其缺点是仪表中的转动构件由于频繁转动容易磨损，尤其在强震动条件下更易损坏，寿命不长。已知技术数字式电子仪表，所测参数以数字显示，由于没有转动构件而避免了容易磨损、寿命不长的缺点，但仍有不足之处，这就是其数字显示方式在阅读时不够直观，观察者只有在准确读出每一位数字后才能确定其所指示的数值，因此需花费较长的时间来读数，给观察者带来不便，而在某些场合例如驾驶高速行驶的汽车时，驾驶员就不可能也没有必要花费较长时间去准确读出仪表的每一位数字。中国实用新型专利说明书ZL93239300.4《全电子汽车仪表》公开了一种用数字及发光点来显示汽车技术参数的汽车仪表，其不足之处是仍然不够直观，读出该仪表的每一位数字及光点同样要花费较长的时间，给使用者带来不便，此外，该仪表采用多片数字集成电路构成，结构比较复杂。
发明内容
所要解决的技术问题是提供一种以指针形光标代替活动指针的固态电子仪表。
解决其技术问题的技术方案如下以指针形光标代替活动指针的固态电子仪表，包含电源、数据处理装置、信号电路及显示电路。电源给各装置、电路提供稳定直流电压。数据处理装置为含内存储器及内驱动电路的单片机，其正端接电源正、负端接地，晶体两端连接在单片机的晶体接线端；信号电路包含传感器及信号处理电路，传感器将信号输入信号处理电路，信号处理电路的信号输出端与单片机的信号输入端连接；显示电路包含由若干个发光二极管组成的矩阵及相应的行信号输入电路及列信号输入电路，每个发光二极管各自装在指针形灯壳内在发光时形成指针形光标，按其发光次序呈圆弧形依次排列在仪表盘的相应刻度、数字处，显示电路的各行信号输入端一一对应与单片机的行信号输出端连接，显示电路的各列信号输入端一一对应与单片机的各列信号输出端连接。当传感器输出与被测信号相应的电量至信号处理电路时，信号处理电路输出经过处理的信号至单片机的信号输入端，单片机根据程序设定输出相应的行输出信号及列输出信号至显示电路，显示电路中相应的发光二极管即发光；当被测电量增减时，相应的发光二极管即依次亮、灭，在仪表盘上指出相应的数据刻度。这样，由传感器输出的电量的增、减，经过处理后，即导致仪表盘上按一定角度排列的不同位置的指针形发光二极管相应依次亮、灭，反映出传感器电量的变化，从而达到如同活动指针指示相同的效果。
数据处理装置也可以采用不含内存储器及内驱动电路的单片机；单片机电源正接Vcc正、负端接地，晶体两端与单片机的OSC1和OSC2接线端连接。单片机的信号输入端IN与信号电路中的信号处理电路的输出端连接；单片机的外存储器接线端D1端与存储器的SCL接线端连接、D0端与存储器的SDA接线端连接，存储器的电源正端接电源Vcc正，其A0、A1、A2、Vss及WP接线端接地；行驱动电路的行信号输入端A、B、C、D与单片机的行信号输出端P00、P01、P02、P03连接，行驱动电路的行驱动信号输出端Y0、Y1、Y2、Y3……Yn分别与显示电路相应的行信号输入端连接；列驱动电路的列信号输入端E、F、G、H与单片机的列信号输出端P10、P11、P12、P13连接，列驱动电路的列驱动信号输出端X0、X1、X2、X3……Xn分别与显示电路相应的列信号输入端连接。
数据处理装置也可以采用含内存储器而不含内驱动电路的单片机；单片机的正端接电源Vcc正，负端接地，晶体两端分别与单片机的OSC1和OSC2接线端连接；被测信号电路的信号处理电路的信号输出端与单片机的信号输入端IN连接；行驱动电路的行信号输入端A、B、C、D与单片机的行信号输出端P00、P01、P02、P03连接，行驱动电路的行信号输出端Y0、Y1、Y2、Y3……Yn分别与显示电路的相应的行信号输入端连接；列驱动电路的列信号输入端E、F、G、H与单片机的列信号输出端P10、P11、P12、P13连接，列驱动电路的列信号输出端X0、X1、X2、X3……Xn分别与显示电路的相应的列信号输入端连接。
数据处理装置也可以采用含内驱动电路而不含内存储器的单片机。单片机的正端接Vcc正，负端接地；晶体两端分别连接在单片机的OSC1和OSC2接线端；存储器的正端接Vcc正，A0、A1、A2、Vss、WP接线端接地，SCL接线端与单片机的D1接线端连接，SDA接线端与单片机的D0接线端连接；单片机的行信号输出端P00、P01、P02、P03……P0n分别与显示电路的相应的行信号输入端连接，单片机的列信号输出端P10、P11、P12、P13’…P1n分别与显示电路的相应的列信号输入端连接。
数据处理装置也可以采用由集成电路组成的数据处理装置IC1，信号处理电路采用集成电路比较器IC2，列驱动电路采用集成电路点/线驱动电路IC3；数据处理装置IC1为内含行驱动电路的集成电路，其正端VDD及CTR接线端接VCC正，负端接地，CLK接线端接时钟信号，VREF接线端接参考电压正，Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10为行信号输出端，一一对应与显示电路的行信号输入端连接；传感器的输出信号经滤波电路及分压电路输出至比较器IC2的同相输入端，IC2的反相输入端与数据处理装置IC1的比较信号输出端P10连接，IC2的正端接Vcc电源正，负端接地；点/线驱动电路IC3的正端接Vcc电源正，负端接地，MODE、Rld及RefAdj接地，Rhi接线端接参攷电压正，LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6、LED7、LED8、LED9、LED10为列信号输出端，一一对应与显示电路的列信号输入端连接；显示电路为由若干个发光二极管LED组成的矩阵，其行信号输入端与数据处理装置IC1的行信号输出端一一对应连接，其列信号输入端与点/线驱动电路IC3的列输出端一一对应连接，各LED的阳极与各行信号输入端对应连接，各LED的阴极与各列信号输入端对应连接。IC2的信号输出端与IC3的信号输入端连接。
有益效果应用于测量仪表。与已有技术活动指针仪表相比，由于没有活动构件，因此不会产生由于活动构件频繁转动而导致的磨损，使用寿命长，工作可靠。与已有技术数字仪表相比，阅读仪表指示更加直观，可以在很短时间内快速大致判明仪表的指示，特别适用于在快速运动物体上阅读仪表指示。电路结构简单，生产成本低。
图1为数据处理装置采用含内存储器及内驱动电路的单片机的固态电子仪表电路结构图，图2为仪表盘面图，图3为数据处理装置采用不含内存储器及内驱动电路的单片机的固态电子仪表电路结构图，图4为数据处理装置为采用含内存储器而不含内驱动电路的单片机的固态电子仪表电路结构图，图5为数据处理装置采用含内驱动电路而不含内存储器的单片机的固态电子仪表电路结构图，图6为由集成电路器件组成数据处理装置的固态电子仪表电路结构图，图7为一个具体实施方式
的电路结构图。对图1、图2、图3、图4、图4、图5、图6、图7说明如下1为电源，2信号电路，3为数据处理装置，4为显示电路，5为传感器，6为信号处理电路，7为外存储器，8为外行驱动电路，9为外列驱动电路，10为仪表盘刻度、数字，11为正在发光的指针形光标，12为不发光的指针形光标，13为不含内存储器及内驱动电路的单片机，14为含内存储器而不含内驱动电路的单片机，15为含内驱动电路而不含内存储器的单片机，16为由集成电路组成的数据处理装置，17为比较器，18为点/线驱动电路。
具体实施方式
一个具体实施方式
如下单片机3为PIC16C54型不含存储器及驱动电路的8位单片机，其15、16接线脚接晶体，14脚接电源正，5脚接地，17脚与存储器7的6脚连接，18脚与存储器7的5脚连接，单片机3的6、7、8、9脚与行驱动电路8的10、11、12、13脚连接，单片机3的10、11、12、13脚与列驱动电路9的10、11、12、13脚连接。信号电路2包含传感器5及信号处理电路6，信号处理电路6包含由PNP型三极管BG1及NPN型三极管BG2。组成的电路，BG2的集电极与单片机3的3号脚连接，向其输出信号。存储器7为24C04型集成电路，其8号脚接Vcc电源正，1、2、3、4、7脚接地。行驱动电路8采用4028集成电路，其16脚接Vcc电源正，8脚接地，3、14、2、15、1、6、7、4、9、5脚分别与显示电路4的相应的行信号输入端连接，列驱动电路9采用4028集成电路，其16脚接Vcc电源正，8脚接地，3、14、2、15、1、6、7、4、9、5脚分别与显示电路4的相应的列信号输入端连接。显示电路4包含100只LED发光二极管，组成10×10矩阵，各LED的阳极与各行信号输入端连接，各LED的阴极与各列信号输入端连接。
权利要求1.以指针形光标代替活动指针的固态电子仪表，包含电源(1)及信号电路(2)，其特征在于还包含数据处理装置(3)及显示电路(4)；电源(1)给各装置、电路提供稳定直流电压；数据处理装置(3)为含内存储器及内驱动电路的单片机，其正端接电源正、负端接地，晶体两端连接在单片机的晶体接线端；信号电路(2)包含传感器(5)及信号处理电路(6)，传感器(5)将信号输入信号处理电路(6)，信号处理电路(6)的信号输出端与单片机的信号输入端连接；显示电路(4)包含若干个发光二极管组成的矩阵及相应的行信号输入电路及列信号输入电路，每个发光二极管各自装在指针形灯壳内在发光时形成指针形光标，按其发光次序呈圆弧形依次排列在仪表盘的相应刻度、数字处，显示电路(4)的各行信号输入端一一对应与单片机的行信号输出端连接，显示电路(4)的各列信号输入端一一对应与单片机的各列信号输出端连接；传感器(5)输出与被测信号相应的电量至信号处理电路(6)，信号处理电路(6)输出经过处理的信号至单片机的信号输入端，单片机根据程序设定输出相应的行输出信号及列输出信号至显示电路(4)。
2.按照权利要求1所述的以指针形光标代替活动指针的固态电子仪表，其特征在于其中的数据处理装置(3)采用不含内存储器及内驱动电路的单片机(3)；单片机电源正接Vcc正、负端接地，晶体两端与单片机的OSC1和OSC2接线端连接；单片机的信号输入端IN与信号电路(2)中的信号处理电路(6)的输出端连接；单片机的外存储器接线端D1端与外存储器(7)的SCL接线端连接、D0端与外存储器(7)的SDA接线端连接，外存储器(7)的电源正端接电源Vcc正，其A0、A1、A2、Vss及WP接线端接地；行驱动电路(8)的行信号输入端A、B、C、D与单片机的行信号输出端P00、P01、P02、P03连接，行驱动电路(8)的行信号输出端Y0、Y1、Y2、Y3……Yn分别与显示电路(4)相应的行信号输入端连接；列驱动电路(9)的列信号输入端E、E、G、H与单片机的列信号输出端P10、P11、P12、P13连接，列驱动电路(9)的列信号输出端X0、X1、X2、X3……Xn分别与显示电路(4)相应的列信号输入端连接。
3.按照权利要求1所述的以指针形光标代替活动指针的固态电子仪表，其特征在于其中的数据处理装置(3)采用含内存储器而不含内驱动电路的单片机(14)；单片机的正端接电源Vcc正，负端接地，晶体两端分别与单片机的OSC1和OSC2接线端连接；被测信号电路(2)的信号处理电路(6)的信号输出端与单片机的信号输入端IN连接；行驱动电路(8)的行信号输入端A、B、C、D与单片机的行信号输出端P00、P01、P02、P03连接，行驱动电路(8)的行信号输出端Y0、Y1、Y2、Y3……Yn分别与显示电路的相应的行信号输入端连接；列驱动电路(9)的列信号输入端E、F、G′、H与单片机的列信号输出端P10、P11、P12、P13连接，列驱动电路(9)的列信号输出端X0、X1、X2、X3……Xn分别与显示电路(4)的相应的列信号输入端连接。
4.按照权利要求1所述的以指针形光标代替活动指针的固态电子仪表，其特征在于其中的数据处理装置(3)采用含内驱动电路而不含内存储器的单片机(15)。单片机的正端接Vcc正，负端接地；晶体两端分别连接在单片机的OSC1和OSC2接线端；外存储器(7)的正端接Vcc正，A0、A1、A2、Vss、WP接线端接地，SCL接线端与单片机的D1接线端连接，SDA接线端与单片机的D0接线端连接；单片机的行信号输出端P00、P01、P02、P03……P0n分别与显示电路(4)的相应的行信号输入端连接，单片机的列信号输出端P10、P11、P12、P13……P1n分别与显示电路(4)的相应的列信号输入端连接。
5.按照权利要求1所述的以指针形光标代替活动指针的固态电子仪表，其特征在于其中的数据处理装置(3)采用由集成电路组成的数据处理装置(16)IC1，信号处理电路采用集成电路比较器(17)IC2，列驱动电路采用集成电路点/线驱动电路IC3；数据处理装置IC1为内含行驱动电路的集成电路，其正端VDD及CTR接线端接VCC正，负端接地，CLK接线端接时钟信号，VREF接线端接参考电压正，Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10为行信号输出端，一一对应与显示电路(4)的行信号输入端连接；传感器(5)的输出信号经滤波电路及分压电路输出至比较器(17)IC2的同相输入端，IC2的反相输入端与数据处理装置(16)IC1的比较信号输出端P10连接；IC2的正端接Vcc电源正，负端接地；点/线驱动电路(18)IC3的正端接Vcc电源正，负端接地，MODE Rid及RefAdj接地，Rhi接线端接参考电压正，LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6、LED7、LED8、LED9、LED10为列信号输出端一一对应与显示电路(4)的列信号输入端连接；显示电路(4)为由若干个发光二极管LED组成的矩阵，其行信号输入端与数据处理装置(16)IC1的行信号输出端一一对应连接，其列信号输入端与点/线驱动电路(18)IC3的列输出端一一对应连接，各LED的阳极与各行信号输入端对应连接，各LED的阴极与各列信号输入端对应连接；IC2的信号输出端与IC3的信号输入端连接。
专利摘要以指针形光标代替活动指针的固态电子仪表，属于固态电子仪表技术领域。所要解决的技术问题是提供一种以指针形光标代替活动指针的固态电子仪表。解决其技术问题的技术方案包含电源、数据处理装置、信号电路及显示电路。信号电路的传感器输出信号至信号处理电路，经信号处理电路处理输出至数据处理装置。显示电路包含若干个LED组成矩阵依次排列于仪表盘上作为指针形光标，各LED分别与行输入电路、列输入电路相连。数据处理装置接收信号电路输入的信号后，按程序设定向显示电路输出信号，发光二极管即相应亮、灭，显示与被测电量相应的指示。应用于各种仪表，有益效果指示直观、明显，寿命长，结构简单。
文档编号G01D13/00GK2704024SQ03250189
公开日2005年6月8日 申请日期2003年9月1日 优先权日2003年9月1日
发明者刘忠宪 申请人:刘忠宪