一种治疗床的旋转角度测量电路的制作方法

本实用新型涉及治疗床的旋转角度测量领域，具体涉及一种治疗床的旋转角度测量电路。

背景技术：

现有测量治疗床运动旋转角度测量使用并行格雷码编码多圈25位编码器，搭配硬件电路转换为二进制，单片机进行角度数据采集，并显示角度数据，存在以下缺点：

a、并行格雷码编码多圈25位编码器输出线27根，硬件电路布线困难；

b、硬件电路繁杂，需较多的硬件接口；

c、并行格雷码编码多圈25位编码器输价格昂贵、体积大。

技术实现要素：

针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种治疗床的旋转角度测量电路解决了现有测量治疗床运动旋转角度使用并行格雷码编码多圈25位编码器，造成硬件电路布线困难、硬件电路繁杂、硬件成本高和体积大的问题。

为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：一种治疗床的旋转角度测量电路，包括串行编码器j1、通讯芯片u3、光电耦合门芯片u5、施密特触发反相器u7、51最小系统、锁存器芯片u1、锁存器芯片u6、缓冲器芯片u4、数码管led1、电阻r1、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电容c2和电容c3；

所述缓冲器芯片u4包括缓冲器u4a和缓冲器u4b；

所述施密特触发反相器u7包括反相器u7a和反相器u7b；

所述串行编码器j1的+15v端2与外部15v电源的连接，其gnd端1接地，其同相时钟输入端3与通讯芯片u3的同相输出端6连接，其反相时钟输入端4与通讯芯片u3的反相输出端4连接，其同相数据输出端5与缓冲器u4a的数据输入端3连接，其反相数据输出端6与缓冲器u4b的数据输入端5连接；

所述缓冲器u4a的数据输出端2分别与电阻r3的一端和电阻r5的一端连接，所述电阻r5的另一端与接地电容c2连接；

所述缓冲器u4b的数据输出端4分别与电阻r4的一端和电阻r6的一端连接，所述电阻r6的另一端与接地电容c3连接；

所述光电耦合门芯片u5的正极3与电阻r3的另一端连接，其负极2与电阻r4的另一端连接，其gnd端5接地，其+3.3v端8与外部3.3v电源连接，其数据输出端6分别与电阻r1的一端和反相器u7a的输入端1连接，所述电阻r1的另一端与外部3.3v电源连接；

所述反相器u7a的输出端2与反相器u7b的输入端3连接，所述反相器u7b的输出端4与51最小系统连接；

所述通讯芯片u3的gn端5接地，其di输入端1与51最小系统连接，其de输出使能端3与vc端2均与外部3.3v电源连接；

所述锁存器芯片u1分别与51最小系统和数码管led1连接，其vcc端20与外部5v电源连接，其oc端1和gnd端10均与地连接；

所述锁存器芯片u6分别与51最小系统和数码管led1连接，其vcc端20与外部5v电源连接，其oc端1和gnd端10均与地连接。

进一步地：所述51最小系统包括单片机芯片u2、复位电路、起振电路和按键开关s2。

进一步地：所述复位电路包括：按键开关s1、电容c1和电阻r2，所述电容c1的一端和按键开关s1的一端均与外部5v电源连接，所述电容c1的另一端分别与接地电阻r2、按键开关s1的另一端和单片机芯片u2的rst复位引脚9连接。

上述进一步地方案有益效果为：使单片机回到初始状态，并从初态开始工作，确保电路工作稳定。

进一步地：所述起振电路包括电容c4、电容c5和晶振ct1，所述晶振ct1的一端分别与接地电容c4的一端和单片机芯片u2的晶振引脚xtal2连接，所述晶振ct1的另一端分别与接地电容c5和单片机芯片u2的晶振引脚xtal1连接。

进一步地：所述锁存器芯片u1的vcc端20与外部5v电源连接，其片选端oc端1与gnd端10均与地连接，其数据输入端d[1..8]与单片机芯片u2的p1[0..7]一一对应连接，其数据输出端q[1..8]分别与数码管led1的引脚a、引脚b、引脚c、引脚d、引脚e、引脚f、引脚g和引脚dp一一对应连接，其锁存控制端c与单片机芯片u2的p3.7引脚连接。

上述进一步地方案有益效果为：单片机芯片u2的p1口通过锁存器芯片u1控制数码管的32个led灯，每一个数码管均包括a、b、c、d、e、f、g和dp的8个led灯，用锁存器芯片u1来锁存单片机芯片u2的位选信号。

进一步地：所述锁存器芯片u6的vcc端20与外部5v电源连接，其片选端oc端1与gnd端10均与地连接，其数据输入端d[1..8]与单片机芯片u2的p1[0..7]一一对应连接，其数据输出端q[1..4]分别与数码管led1的片选引脚cs1、片选引脚cs2、片选引脚cs3和片选引脚cs4一一对应连接，其锁存控制端c与单片机芯片u2的p3.6引脚连接。

上述进一步地方案有益效果为：单片机芯片u2通过锁存器芯片u6控制数码管，用锁存器芯片u6来锁存单片机芯片u2的片选信号，锁存器芯片u1和锁存器芯片u6均接入单片机芯片u2的p1接口，节省单片机硬件接口资源。

进一步地：所述单片机芯片u2采用型号为stc12c5a52s2的增强型51单片机。

上述进一步地方案有益效果为：stc12c5a52s2的增强型51单片机具有超强抗干扰、高速、高可靠性和超低功耗的特点。

进一步地：所述通讯芯片u3采用max3294，所述光电耦合门芯片u5采用hcpl0600，所述施密特触发反相器u7采用74hc14，所述锁存器芯片u1和锁存器芯片u6均采用74hc573，所述缓冲器芯片u4采用74hc4050。

上述进一步地方案有益效果为：通讯芯片u3的di输入端1与单片机芯片u2的p3.4口连接，单片机芯片u2的p3.4口输出500khz的时钟信号，时钟信号经过通讯芯片max3294的di输入端1输入，经通讯芯片max3294转换为两路差分频率时钟信号，并通过通讯芯片max3294的反相输出端4和同相输出端6将差两路分频率时钟信号传输给串行编码器j1，串行编码器j1将25位数据以差分形式输出两路数据，两路数据经缓冲器芯片74hc4050缓冲数据后，分别通过电阻r5和电容c2构成的滤波电路、电阻r6和电容c3构成的滤波电路，滤除杂波后，再分别通过阻抗匹配电阻r3和电阻r4进入光电耦合门芯片hcpl0600耦合成一路数据，一路数据经光电耦合门芯片hcpl0600的数据输出端6输出，在电耦合门芯片hcpl0600的数据输出端6加一个上拉电阻r1，增加输出驱动输出能力，进入施密特触发反相器74hc14进行电平转换，单片机芯片u2的p3.3接口采集施密特触发反相器74hc14输出端4进行电平转换后的信号，单片机芯片u2将采集到的信号经过处理通过锁存器芯片送到数码管led1进行显示。

本实用新型的有益效果为：本实用新型采用串行编码器j1相比于现有技术中测量治疗床运动旋转角度的并行格雷码编码多圈25位编码器具有价格低廉、体积小、精度高和外围接口少的特点，解决了现有测量治疗床运动旋转角度测量使用并行格雷码编码多圈25位编码器，造成硬件电路布线困难、硬件电路繁杂、硬件成本高和体积大的问题，单片机芯片u2采集角度数据，并通过锁存器芯片u1和u6控制数码管led1显示，本实用新型硬件结构简单，成本低，角度数据精确到1位小数。

附图说明

图1为一种治疗床的旋转角度测量电路原理图。

具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。

如图1所示，一种治疗床的旋转角度测量电路，所述包括串行编码器j1、通讯芯片u3、光电耦合门芯片u5、施密特触发反相器u7、51最小系统、锁存器芯片u1、锁存器芯片u6、缓冲器芯片u4、数码管led1、电阻r1、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电容c2和电容c3；

所述缓冲器芯片u4包括缓冲器u4a和缓冲器u4b；

所述施密特触发反相器u7包括反相器u7a和反相器u7b；

所述串行编码器j1的+15v端2与外部15v电源的连接，其gnd端1接地，其同相时钟输入端3与通讯芯片u3的同相输出端6连接，其反相时钟输入端4与通讯芯片u3的反相输出端4连接，其同相数据输出端5与缓冲器u4a的数据输入端3连接，其反相数据输出端6与缓冲器u4b的数据输入端5连接；

所述缓冲器u4a的数据输出端2分别与电阻r3的一端和电阻r5的一端连接，所述电阻r5的另一端与接地电容c2连接；

所述缓冲器u4b的数据输出端4分别与电阻r4的一端和电阻r6的一端连接，所述电阻r6的另一端与接地电容c3连接；

所述光电耦合门芯片u5的正极3与电阻r3的另一端连接，其负极2与电阻r4的另一端连接，其gnd端5接地，其+3.3v端8与外部3.3v电源连接，其数据输出端6分别与电阻r1的一端和反相器u7a的输入端1连接，所述电阻r1的另一端与外部3.3v电源连接；

所述反相器u7a的输出端2与反相器u7b的输入端3连接，所述反相器u7b的输出端4与51最小系统连接；

所述通讯芯片u3的gn端5接地，其di输入端1与51最小系统连接，其de输出使能端3与vc端2均与外部3.3v电源连接；

所述锁存器芯片u1分别与51最小系统和数码管led1连接，其vcc端20与外部5v电源连接，其oc端1和gnd端10均与地连接；

所述锁存器芯片u6分别与51最小系统和数码管led1连接，其vcc端20与外部5v电源连接，其oc端1和gnd端10均与地连接。

在本实施例中，51最小系统包括单片机芯片u2、复位电路、起振电路和按键开关s2；所述按键开关s2的一端与外部5v电源连接，另一端与单片机芯片u2的p3.5引脚连接，用于将当前位置置零。

在本实施例中，复位电路包括：按键开关s1、电容c1和电阻r2，所述电容c1的一端和按键开关s1的一端均与外部5v电源连接，所述电容c1的另一端分别与接地电阻r2、按键开关s1的另一端和单片机芯片u2的rst复位引脚9连接，复位电路用于使单片机回到初始状态，并从初态开始工作，确保电路工作稳定。

在本实施例中，起振电路包括电容c4、电容c5和晶振ct1，所述晶振ct1的一端分别与接地电容c4的一端和单片机芯片u2的晶振引脚xtal2连接，所述晶振ct1的另一端分别与接地电容c5和单片机芯片u2的晶振引脚xtal1连接。

在本实施例中，锁存器芯片u1的vcc端20与外部5v电源连接，其片选端oc端1与gnd端10均与地连接，其数据输入端d[1..8]与单片机芯片u2的p1[0..7]一一对应连接，其数据输出端q[1..8]分别与数码管led1的引脚a、引脚b、引脚c、引脚d、引脚e、引脚f、引脚g和引脚dp一一对应连接，其锁存控制端c与单片机芯片u2的p3.7引脚连接；单片机芯片u2的p1口通过锁存器芯片u1控制数码管的32个led灯，每一个数码管均包括a、b、c、d、e、f、g和dp的8个led灯，用锁存器芯片u1来锁存单片机芯片u2的位选信号。

在本实施例中，锁存器芯片u6的vcc端20与外部5v电源连接，其片选端oc端1与gnd端10均与地连接，其数据输入端d[1..8]与单片机芯片u2的p1[0..7]一一对应连接，其数据输出端q[1..4]分别与数码管led1的片选引脚cs1、片选引脚cs2、片选引脚cs3和片选引脚cs4一一对应连接，其锁存控制端c与单片机芯片u2的p3.6引脚连接；单片机芯片u2通过锁存器芯片u6控制数码管，用锁存器芯片u6来锁存单片机芯片u2的片选信号，锁存器芯片u1和锁存器芯片u6均接入单片机芯片u2的p1接口，节省单片机硬件接口资源。

在本实施例中，单片机芯片u2采用型号为stc12c5a52s2的增强型51单片机，stc12c5a52s2的增强型51单片机具有超强抗干扰、高速、高可靠性和超低功耗的特点。

在本实施例中，通讯芯片u3采用max3294，所述光电耦合门芯片u5采用hcpl0600，所述施密特触发反相器u7采用74hc14，所述锁存器芯片u1和锁存器芯片u6均采用74hc573，所述缓冲器芯片u4采用74hc4050。

通讯芯片u3的di输入端1与单片机芯片u2的p3.4口连接，单片机芯片u2的p3.4口输出500khz的时钟信号，时钟信号经过通讯芯片max3294的di输入端1输入，经通讯芯片max3294转换为两路差分频率时钟信号，并通过通讯芯片max3294的反相输出端4和同相输出端6将差两路分频率时钟信号传输给串行编码器j1，串行编码器j1的转动轴上设置有齿轮，串行编码器j1的齿轮与治疗床公转部位的齿轮啮合，治疗床公转部位的齿轮转动，通过串行编码器j1的齿轮，带动串行编码器j1的转动轴转动，得到25位角度数据，串行编码器j1将25位数据以差分形式输出两路数据，两路数据经缓冲器芯片74hc4050缓冲数据后，分别通过电阻r5和电容c2构成的滤波电路、电阻r6和电容c3构成的滤波电路，滤除杂波后，再分别通过阻抗匹配电阻r3和电阻r4进入光电耦合门芯片hcpl0600耦合成一路数据，一路数据经光电耦合门芯片hcpl0600的数据输出端6输出，在电耦合门芯片hcpl0600的数据输出端6加一个上拉电阻r1，增加输出驱动输出能力，进入施密特触发反相器74hc14进行电平转换，单片机芯片u2的p3.3接口采集施密特触发反相器74hc14输出端4进行电平转换后的信号，单片机芯片u2将采集到的信号经过处理通过锁存器芯片送到数码管led1进行显示。

本实用新型的有益效果为：本实用新型采用串行编码器j1相比于现有技术中测量治疗床运动旋转角度的并行格雷码编码多圈25位编码器具有价格低廉、体积小、精度高和外围接口少的特点，解决了现有测量治疗床运动旋转角度测量使用并行格雷码编码多圈25位编码器，造成硬件电路布线困难、硬件电路繁杂、硬件成本高和体积大的问题，单片机芯片u2采集角度数据，并通过锁存器芯片u1和u6控制数码管led1显示，本实用新型硬件结构简单，成本低，角度数据精确到1位小数。