专利名称：联结两台仪器的数据记录装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到一种在两台分别使用，但又有关联的测量仪器之间的数据记录装置。其一是双光栅单色仪，它用来扫描并绘图记录光谱信号，它的扫描速度和间隔都是可调的；其二是光子计数系统，它接在双光栅单色仪的出口狭缝后面，可以在面板上数字显示接收到的光谱信号(共8位数字)。本数据记录装置可以在双光栅单色仪的控制下(即根据双单色仪的扫描间隔)从光子计数系统记录显示数据，把它储存在该装置里或直接打印输出，也可送到有RS－232C接口的各类计算机里对数据作进一步处理。
HRD－1和HRD－2型双光栅单色仪是法国J·Y公司的中高档产品，焦距600mm，配用1800道／毫米或1200道／毫米光栅，分辨率对1200道／毫米光栅，在5460A处可达0.5cm－1，扫描精度±1cm－1。它是用于高校教学和科研的较好仪器。自80年代中后期，我国通过用世界银行贷款或自筹外汇等途径，先后从法国进口了近百台这种或类似的双光栅单色仪。但是大部分都没有同时购进其控制器中的数据采集板(ACQmodule)和计算机接口板(INT module)，这样就没有数据采集的功能，每次测量光谱，双单色仪的扫描都是实时扫描，即由配接在双光栅单色仪后的XY记录仪绘出一条光谱曲线，而不能储存下来，更不能送入计算机作进一步处理。
1109／1121A型光子计数系统是由美国EG＆G PARC公司的产品组成。在我国自80年代中期以来进口更多。很多高等学校或研究所把这光子计数系统接至双光栅单色仪后，可以直接在面板上显示出扫描光谱数据，但也因为没有同时订购数据采集板和计算机接口板，数据存不下来，只能做实时扫描用。许多单位都觉得这种光谱测量工作方式有缺陷，为了能把光谱数据记录、储存下来或送到计算机去处理，就要向法国J·Y公司购双单色仪配用的数据采集板和计算机接口板，但法国公司的报价是26620法郎，约合5000美元，折合人民币则近3万元。许多单位尤其是缺少外汇的单位，对此只能是望洋兴叹了。
本实用新型的目的是在提供一种廉价的，联接双单色仪和光子计数系统的数据记录装置。当双单色仪进行光谱扫描时，每扫描一个间隔，该数据记录装置就把光子计数系统的显示数据记录并储存下来，可以通过打印机打印输出，也可以送到计算机作进一步处理。而成本不过才400元人民币！
以下将结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
附
图1是该数据记录装置的外观图。装置为一长方体盒子，长18厘米，宽11厘米，高4厘米。其中1是七段LED显示器，2是8×1拨盘开关，3是复位按键，4是执行按键，5是打印机接口，6是通到光子计数系统的26芯扁平电缆线插座，7是9V电源插座，10是4节可充电电池。当开机后，该装置开始运行，七段LED显示器则反复循环地分别显示0、1、2、3。每位数字显示2秒，当显示0时按执行按键，则程序转至相应地址入口，执行数据记录并贮存功能；当显示1时按键，执行把记录的数据串行送到计算机的功能；当显示2时按键，执行把记录数据打印输出的功能；当显示3时按键，执行根据记录到的光谱数据进行绘制光谱曲线的功能。
附图2是详细的电原理图。主要用80C31单片机作扩展系统，9为外接晶振，晶振频率为6MHZ，C2和C3各为10PF。C1为22uf，当开机时使RESET输入端保持高电平，单片机被初始化复位。R10为51千欧，R11为1千欧，在运行过程中，按下复位按钮3，则也使RESET为高电平，单片机也被初始化复位。
本数据记录装置用了两片74HC138译码器。附图2上部的74HC138－1译码器产生两片82C55A的片选信号。其中82C55A－1的地址为A000H～A003H，82C5A－2的地址为C000H～C003H。82C55A－1的PAO～PA7口及PC3、PC4口作打印机输出用。PBO～PB7口通过三态缓冲器／驱动器74HC245和电阻R1～R8(都是210欧)接至七段LED显示器上。4为执行按键，平时PCO通过R9电阻接地，为低电平，当按键4按下时，则PCO口变为高电平，程序进入相应功能。82C55A－2是专门从双单色仪和光子计数系统记录数据用的接口，A口、B口、C口都设置为输入口，通过一条26芯扁平电缆线引向双单色仪和光子计数系统。单片机80C31通过74HC373控制锁存器扩展了一片27C128程序存储器，存储容量为16KB。扩展了两片62256外部数据存储器，各为32KB。通过74HC138－2译码器对这两片62256进行片选。2是8×1位拨盘开关，其中8位拨盘拨在不同位置可以决定用哪一片62256存储记录数据，每次记录多少位数据。附图2的下部是该数据记录装置的电源部分。其中8是2×2双刀双掷开关，10是四节镉镍1.2V的可充电电池，D1、D2是IN4148二极管，C6、C7是1uf的电容，R16为185欧的电阻。进行数据记录、输出、打印等功能操作时，外接9V电源通过7806三端稳压器和D1接入电路，把双刀双掷开关8拨向A端，则7806三端稳压器输出端出来的6V电压经二极管D1降压后正好为＋5V，可加到数据记录装置的5V电源端，同时二极管D1负端接到D2负端，D2两端并联R16电阻。正常工作时，D2对D1是反向相接，隔离了充电电池和7806，而7806的输出电压可通过电阻R16对充电电池缓慢充电。当工作完毕后，把双刀双掷开关8拨到B端，外接9V电源被断开，而充电电池10的电压加至74HC138－2和两片62256上，可以保证记录来的数据在数据存储区里不丢失。7660是负电压发生器，当＋5V输入时，用来产生－5V电压，以便向计算机传输数据使用。向计算机RS－232C口传输数据是通过80C31的TXD端输出，R12为510千欧电阻，R14为120千欧电阻，R13为4.7千欧电阻，80C31的串行口TXD输出端接到1／2TL062运算放大器的负端，发送的数据通讯信号经运算放大器变成正、负5V的脉动电平，由该运算放大器将数据串行输出，可以被具有RS－232C口的各类计算机所接收。这样省去用功耗较大的驱动器MC1488，既方便，功耗也低。
附图3是从82C55A－2通出的26芯扁平电缆线的连接示意图。82C55A2的PAO口连至双单色仪发出扫描间隔的控制端，即CPU板的Busy灯下端。双单色仪每扫一个间隔，就通过这根线把信号传送给数据记录装置。82C55A－2的PBO和PCO并联，PB1和PC1并联，PB2和PC2并联，PB3和PC3并联，分别接到光子计数系统面板上显示器前的BCD码引线入口(因光子计数系统显示8位数字，所以是4位BCD码)，PB4～PB7和PC4～PC7则分别接到相应的位显示信号线上。由于当双单色仪控制信号发出后，必须要在光子计数系统的显示阶段完成数据记录(如到测量阶段进行数据记录则造成误差)，故必须要区分光子计数系统本身显示和采样阶段，故还要从光子计数系统控制采样和显示周期的NE555定时器的输出端(第三脚)引一线到PA2口，这样就可以保证在光子计数系统的显示周期里记录数字。
该数据记录装置全由低功耗的高速CMOS集成电路组成，仅七段LED显示器消耗功率较大，其余功耗极低。正常操作时，最大整机电流为70mA。如记录数据完毕，仅用充电电池对74HC138－2和两片62256供电，以保证所记的数据不丢失，此时，整机电流仅0.6uA。
该数据记录装置曾安装在我校购置的法国J·Y公司的HRD－2型双光栅单色仪和美国EG＆G公司的1109／1121A光子计数系统间，圆满地完成了数据记录的任务。双单色仪的光栅扫描速度设置是从200cm－1／sec到600cm－1／sec，扫描间隔的设置从5cm－1、1cm－1直到0.01cm－1，只要双单色仪和光子计数系统分别正常工作后，该数据记录装置都能根据拨盘开关的设置，自动记录20、100……或2000个数据，可以储存在任一片62256指定的区域，也可直接送至具有RS－232C口的计算机进行处理，效果很好。
更为重要的是，该装置并不仅限于在双单色仪和光子计数系统间的使用。对于其它类似的相关仪器，尤其是七十年代和八十年代初生产的数字化仪表，其显示数据不能直接输入到计算机里去，但都可以通过类似的处理，联接相应的线，把数字化仪表上显示数字先采集到该数据记录装置，再作进一步的处理，充分发挥原仪器的效率，增强原仪器的功能。具体做法是把82C55A－2的PAO口联至正常运转发出控制信号的仪器输出端(即确定采集数据间隔或时间的那一端)；把82C55A－2的PB0和PC0并联，PB1和PC1并联，PB2和PC2并联，PB3和PC3并联，并分别接到另一台有数字显示仪器的BCD码引线入口端，PB4～PB7和PC4～PC7分别接到相应的位显示信号线上，82C55A－2的PA2口接到相应的有数字显示仪器控制测量和显示周期的端线上，就可以由一台仪器发出信号，而另一台有数字显示仪器上的显示数据被收集到该数据记录装置，每次可以记录八位显示数字。
权利要求1.一种在两台分别使用、但又有关联的测量仪器之间的数据记录装置，由80C31单片机组成扩展系统，其特征是以两片82C55A作为扩展接口，其中82C55A-1接向打印机和七段LED显示器，82C55A-2接向正常运转发出控制信号的仪器和另一台有数字显示的仪器，可以按照正常运转仪器所规定的时间或间隔记录数字化仪表上的显示数据。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征是用两片62256作数据储存器，用74HC138作译码器，用4节可充电的1.2伏电池供给它们电源。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征是7806的输出端接到二极管D1的正端，二极管D1的负端与D2的负端相接，D2两端并接电阻R16，D2的正端接到可充电电池的正端。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征是用7660产生负5伏电压，80C31的串行口TXD端接到TL062运算放大器的负端，通过TL062将数据串行输出。
专利摘要本实用新型是用于两台分别使用但有关联的测量仪器间的数据记录装置，由80C31单片机组成扩展系统，由两片82C55A作扩展接口。可以根据正常运转时仪器提供的时间或间隔，从数字化仪表中直接记录数据。每次可记录八位数字，每次运行可自动记录20～2000个数据，可以把数据储存在该装置里，也可通过打印机打印输出，也可串行输出到具有RS-232C口的各类计算机里去作进一步处理。该装置小巧，方便，功能齐全，可大大提高原测量仪器的功能和效率。
文档编号G06F15/78GK2092783SQ91213278
公开日1992年1月8日 申请日期1991年3月2日 优先权日1991年3月2日
发明者柯惟中, 陈家胜 申请人:南京师范大学