专利名称：一种模型车比赛计时装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于智能计时领域，具体涉及一种模型车比赛计时装置。
背景技术：
智能计时器是当今计时器发展的前沿，它体现了电子技术，信息工程，程序语言， 计算机技术等多个领域理论与实践的交叉。智能技术在计时方面的大量应用，使得计时更 为自动化，更为准确。智能技术在计时上的应用进一步推动了计时技术朝着自动化，智能 化的方向发展。现在市场上的计时器大部分是机械表或电子表式的，测量准确性和使用方 便性都亟待提高，因此，研究一种使用方便，准确性高的模型车比赛计时装置是十分有必要 的。
发明内容本实用新型的目的在于，提供一种模型车比赛计时装置。该计时装置解决了模型 车比赛(如飞思卡尔杯智能汽车竞赛和瑞萨杯超级MCU智能车大赛)的计时问题。激光发射 和接受单元安装在赛道起始线处，赛车经过安装起始线时，激光接收单元接受的信号中会 有一个信号跳变，产生一个上升沿，输入控制单元，控制单元开启外部中断，赛车跑完整圈 第二次经过起始线时，接收单元又一次输出上升沿的信号，控制单元检测到后关闭外部中 断。通过计算中断持续时间，得到赛车行驶的时间，并通过LED灯将时间显示出来。为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案予以实现一种模型车比赛计时装置，其特征在于，包括控制单元，电源管理单元，激光发射 单元，激光接收单元和显示单元；所述激光发射单元，激光接收单元，显示单元分别与所述 控制单元相连接，所述激光发射单元，激光接收单元，显示单元和所述控制单元分别连接电 源管理单元。本实用新型还包括如下其它技术特征所述电源管理单元包括电池，该电池连接有稳压模块。所述电池为7. 2V镍镉可充电电池。所述激光发射单元至少包括有激光发射管，所述激光接收单元至少包括有激光接收管。所述控制单元采用MC9S12XSU8单片机。所述显示单元由四组LED灯组成，每组LED灯由七个LED 二极管组成。本实用新型的优点1、使用激光作为信号，激光的应用实用性广泛，不会受外界温度，光线，适度的影 响。同时激光具有传播速度快的优点，使得在计时时，不会受到激光传感器的信号延迟的因
素影响。2、所获得时间可以通过四组LED灯显示，并且实时显示时间，可以供使用者及时 了解所耗时间，达到实时计时的目的。[0015]3、具有多圈计时功能，当赛车跑完第一圈后，会将结果保存，同时自动开启第二圈 计时功能，以此类推，可以计时多次赛车比赛结果。当赛车比赛结束，使用者可以按键分别 显示记录结果。4、激光发射单元时采用了调制管，该调制管可以增加激光的发射能量，因为调制 发射瞬间的能量很大，可发送很远的距离，在使用时激光接收管和发射管可以安装的较远， 且可保证发射能量，保证接收管的接受质量。同时使用调制管调制发射激光还可以节省电 能，节约能耗。5、制作方便，电路设计简单，响应快速，控制准确，成本低。
图1为本实用新型的结构示意图。图2为电源管理单元原理图。图3为激光发射单元原理图。图4为激光接收单元原理图。图5为显示单元示意图。其中，(a)是显示单元原理图；(b)是显示单元的显示字 符。图6为控制单元的引脚接线原理图。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型做进一步解释说明。
具体实施方式
参照图1，本实用新型的模型车比赛计时装置，包括控制单元，电源管理单元，激光 发射单元，激光接收单元和显示单元；激光发射单元，激光接收单元，显示单元分别与控制 单元相连接，激光发射单元，激光接收单元，显示单元和控制单元分别连接电源管理单元。电源管理单元包括电池，该电池连接有稳压模块，电池采用7. 2伏镍镉可充电电 池，参照图2，稳压模块包括LT1084-5，LT1084-5中间引脚接地，输入端接7. 2伏电源正极， 输入端经过330微法电容接地，输出端经过330微法电容接地，输出端即为5伏。参照图3，激光发射单元由ICl调制管，激光发射管LED，8050三级管构成。激光 发射单元中，Tl和T2都是8050三极管，ICl调制管的2脚连接+5V电压，ICl的1脚经过 电阻Rl (220欧姆)连接Tl的基极，1脚经过电阻R2 (220欧姆)连接Tl的发射极，激光发 射管LED经过电阻R3 (100欧姆)连接Tl的接收极。控制单元的TO管脚经过电阻R4 (IK 欧姆)连接T2的基极，T2的基极经过R5 (4. 7K欧姆)接地，T2的发射极接地，T2的接收极 连接Tl的发射极。ICl的1脚输出方波经Tl的8050放大，驱动激光发射管LED工作，T2的8050负 责调节激光发射管是否工作，控制单元IO 口 PTO 口输出电平高低，控制激光发射管LED的 发光与否。参照图4，激光接收单元由IC2激光接收管构成，IC2直接输出TTL电平，2管脚是 输出管脚，将此管脚接至控制单元IO 口 PTl，供控制单元检测。激光接收管IC2的1脚接地， 3脚接+5V。2脚即为信号输出端连接至控制单元的PTl脚，LED 二极管D2经过R39(l. . 5K 欧姆)接至IC2的2脚，该当D2 二极管起提示作用，当2脚输出为低电平时，D2点亮，当2脚输出为高电平时，D2不亮。如图5 (a)和图5 (b)所示，所述显示单元由四组LED灯组成，每组LED灯由七个 LED 二极管组成，并由控制单元的七个IO 口驱动，当IO 口管脚输出为高电平时，对应的LED 二极管点亮，由观个二极管组成的四组LED显示灯显示以秒为单位的时间的十位，个位，十 分位，百分位，实现所测得时间的实时显示。控制单元的IO 口中的PD 口(PD0 — PD6)分别接七个LED灯的正向端，七个LED 灯的负向端接地。显示单元每组LED显示灯需要连接控制单元的七个IO 口，分别为PA 口 (ΡΑ0—PA6)，PB 口(ΡΒ0 — PB6) PM 口(ΡΜ0 — PM6)，这四组LED显示灯分别显示以秒为单位 的十位，个位，十分位，百分位。七个LED 二极管组成一个位的显示字符，当PDO—D6七个 IO 口输出不同的信号时，该字符可以显示从0至9不同的数字，由控制单元控制IO 口信号 的输出，从而控制每个单位上字符显示，共显示出四个数字，以显示实际时间。控制单元采用Freescale公司生产的HCS12系列的MC9S12XSU8单片机。其是高 性能、低功耗的16位微处理器，内部集成了多个通用IO接口，独立的8通道脉冲宽度调制 (PWM)，增强型捕捉定时器模块，具有准确的定时器功能，能够开启精准的内部中断。该款单 片机内部集成了增强型捕捉定时器模块，增强型捕捉定时器可以提供准确外部中断和精确 的内部中断，实现中断时间差的获取，实现计时。参照图6，控制单元的PTO 口驱动激光发射单元发射激光，同时控制单元开启外部 中断，控制单元的PTl 口接收激光接收单元的信号，当发射管和接受管中间没有赛车经过 时，接收管可以实时接受发射管激光信号，此时激光接收管输出为低电平，当发射管和接收 管中间有塞车经过时，接收管此时接收不到激光信号，激光接收管输出为高电平，由低电平 转换为高电平会产生一个上升沿，控制单元检测此上升沿，第一次控制单元的PTl脚检测 到上升沿时，控制单元开启外部中断，当控制单元的PTl脚再一次检测到上升沿时，控制单 元关闭外部中断，在外部中断时重复调用20ms的内部定时器中断，并累加调用次数，若调 用次数为n，则外部中断时间为t=20*n，单位为毫秒，转换为秒，此时间即为赛车跑完整圈 赛道的时间，通过显示单元显示。本实用新型根据控制单元驱动激光发射单元发射激光时，在控制单元检测到激 光接收单元所输入信号有上升沿时，开启外部中断，当控制单元第二次检测到激光接收单 元所输入信号有上升沿时，关闭外部中断，在外部中断内重复调用一个20ms的的定时器中 断，每调用一次，变量累加一次，当中断结束时，通过读取定时器中断调用次数就可以获得 中断时间，将此中断时间通过显示单元显示，即为赛车跑完一圈所花的时间。实际安装时应使激光接收管和激光发射管水平对置安装在赛道起始线前并与赛 道起始线平行。将电源管理单元，控制单元，显示单元集成在一块电路板上。
权利要求1.一种模型车比赛计时装置，其特征在于，包括控制单元，电源管理单元，激光发射单 元，激光接收单元和显示单元；所述激光发射单元，激光接收单元，显示单元分别与所述控 制单元相连接，所述激光发射单元，激光接收单元，显示单元和所述控制单元分别连接电源管理单元。
2.如权利要求1所述的模型车比赛计时装置，其特征在于，所述电源管理单元包括电 池，该电池连接有稳压模块。
3.如权利要求1所述的模型车比赛计时装置，其特征在于，所述电池为7.2V镍镉可充 电电池。
4.如权利要求1所述的模型车比赛计时装置，其特征在于，所述激光发射单元至少包 括有激光发射管，所述激光接收单元至少包括有激光接收管。
5.如权利要求1所述的模型车比赛计时装置，其特征在于，所述控制单元采用 MC9S12XS128 单片机。
6.如权利要求1所述的模型车比赛计时装置，其特征在于，所述显示单元由四组LED灯 组成，每组LED灯由七个LED 二极管组成。
专利摘要本实用新型公开了一种模型车比赛计时装置，其特征在于，包括控制单元，电源管理单元，激光发射单元，激光接收单元和显示单元；所述激光发射单元，激光接收单元，显示单元分别与所述控制单元相连接，所述激光发射单元，激光接收单元，显示单元分别与所述控制单元分别连接电源管理单元。本实用新型使用激光作为信号，不会受外界温度，光线，适度的影响。同时激光具有传播速度快的优点，使得在计时时，不会受到激光传感器的信号延迟的因素影响。所获得时间可以通过四组LED灯显示，并且实时显示时间，可以供使用者及时了解所耗时间，达到实时计时的目的。具有多圈计时功能。本实用新型制作方便，电路设计简单，响应快速，控制准确，成本低。
文档编号G07C1/22GK201910079SQ20112002026
公开日2011年7月27日 申请日期2011年1月21日 优先权日2011年1月21日
发明者李海琴, 王晓彪, 贾志功 申请人:长安大学