專利名稱：一種帶有光柱和數(shù)字顯示的儀表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及與測量有關(guān)的指示儀表技術(shù)領(lǐng)域。
參數(shù)的顯示對于有效的進行生產(chǎn)和科學(xué)實驗是非常必要的。為此，人們研制了指針式模擬儀表，數(shù)字式顯示儀表。近年來出現(xiàn)的光帶顯示器在許多場合得到了重視和應(yīng)用，最先進的是模擬量輸入的光帶顯示器，例如深圳西萬工貿(mào)公司研制的DT960型數(shù)字萬用表，為33／4位數(shù)字顯示，41段光柱。杭州電子工業(yè)學(xué)院正在研制的LED(發(fā)光二極管)集成雙光柱顯示儀表為100段光柱，沒有數(shù)字顯示。美國FLUKE公司的87型數(shù)字萬用表是41／2位數(shù)字顯示，32段光柱?，F(xiàn)有的光柱和數(shù)字顯示儀表，有的不能實現(xiàn)數(shù)字和光柱雙顯示，有的數(shù)字顯示位數(shù)少，有的光柱顯示段數(shù)少。
本實用新型的目的是設(shè)計一種能實現(xiàn)光柱和數(shù)字雙顯示，并且光柱能變色顯示，同時，光柱段數(shù)多，數(shù)字顯示位數(shù)多的顯示儀表。
一種帶有光柱和數(shù)字顯示的儀表，包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，點陣編碼器，同相驅(qū)動器，編譯器，譯碼器，顯示電路，以及它們的電源供電電路，其特征是，還有分頻器，掃描計數(shù)器，反相驅(qū)動器，以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器內(nèi)部振蕩器外接的阻容電路和顯示電路的限流電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的結(jié)果讀出信號端與譯碼器的最后一條輸出控制信號端相連接，啟動信號端與譯碼器的第一條輸出線端子相連接，時鐘信號輸出端與分頻器的時鐘輸入信號端相連接，內(nèi)部振蕩器的輸入端和輸出端與阻容電路相連接，信號輸出端與編碼器的地址線端相連接，編碼器的掃描地址端與掃描計數(shù)器的掃描信號輸出端相連接，編碼輸出端與點陣驅(qū)動器的輸入端相連接，點陣驅(qū)動器的輸出端與限流電路的輸入端相連接，分頻器的進位輸出端與掃描計數(shù)器時鐘信號輸入端相連接，掃描計數(shù)器的掃描信號輸出端仝時連在譯碼器的信號輸入端。在譯碼器中，除最后一條輸出線端子與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的結(jié)果讀出信號端相連，第一條輸出線端子除和模擬轉(zhuǎn)換器的啟動信號端相連接的同時，并與其余輸出線端一起與同相驅(qū)動器的信號輸入端相連接，同相驅(qū)動器的輸出端與反驅(qū)動器的輸入端和顯示電路的紅色組端相連接，并與顯示電路的數(shù)字顯示位驅(qū)動端相連接，反相驅(qū)動器的輸出端與顯示電路的綠色組端相連接，限流電路的輸出端與顯示電路的光柱段端子相連接，電源供電電路包括電源變壓器，以及與電源變壓器的輸出端相連接的全波整流、濾波、穩(wěn)壓電路組成，電源輸入端與外接交流220V相連接，輸出接地端與地相接，電源輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器、編碼器、點陣驅(qū)動器、分頻器、掃描計數(shù)器、譯碼器、同相驅(qū)動器、反相驅(qū)動器的電源輸入端相連接，在顯示電路中，分光柱顯示電路和數(shù)字顯示電路兩部份，光柱顯示電路由50－1000段組成，每8段為一組，每段有紅、綠兩種發(fā)光二極管組成，數(shù)字顯示電路由0－6個數(shù)字?jǐn)?shù)碼管組成。
一種帶有光柱和數(shù)字顯示的儀表，它的點陣編碼器在模數(shù)轉(zhuǎn)換器和掃描記數(shù)器的控制下，輪流輸出光柱和數(shù)字的點陣信息，以達到光柱和數(shù)字雙顯示。在顯示電路中，光柱的點是由紅、綠兩種發(fā)光二極管組成，同相驅(qū)動器驅(qū)動紅色發(fā)光二極管，反相驅(qū)動器驅(qū)動綠色發(fā)光二極管，在點陣信息控制下，分別使顯示電路的發(fā)光二極管呈現(xiàn)紅、綠兩種顏色的變化。在顯示電路的有效指示范圍以外，另有一組綠色發(fā)光二極管為常綠狀態(tài)，在顯示進入該段范圍時，紅、綠兩種發(fā)光二極管同時亮，呈現(xiàn)一種混合色(近似橙色)，表示指示超量程，從而實現(xiàn)變色光柱。
該儀表的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的位數(shù)可按顯示的精度選取。在顯示電路中，光柱的每8段或一位數(shù)字顯示位的8段為一組，在編碼器輸出段信息的同時，掃描計數(shù)器的計數(shù)值經(jīng)譯碼器譯碼后，作為每組的選通信號。因此，由轉(zhuǎn)換器輸出產(chǎn)生的最大頁面地址數(shù)，即2模數(shù)轉(zhuǎn)換器有效輸出使用位數(shù)決定光柱和數(shù)字顯示的總段數(shù)。
即光柱段數(shù)＋數(shù)字顯示段數(shù)≤2模數(shù)轉(zhuǎn)換器有效輸出使用位數(shù)由于一位數(shù)字顯示位為8段，而得光柱段數(shù)＋數(shù)字顯示位數(shù)×8≤2模數(shù)轉(zhuǎn)換器有效輸出使用位數(shù)又因譯碼器的最后一條輸出線作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出結(jié)果的讀出控制，占用了一組選通信號(8段)，上述的實際關(guān)系為 光柱的段數(shù)＋數(shù)字顯示位數(shù)×8＋8≤2模數(shù)轉(zhuǎn)換器有效輸出使用位數(shù)所以光柱顯示的段數(shù)和數(shù)字顯示的位數(shù)可按以下原則靈活組合 光柱段數(shù)＋數(shù)字顯示位數(shù)×8＋2≤2模數(shù)轉(zhuǎn)換器有效輸出使用位數(shù)所以顯示的光柱段數(shù)多，數(shù)字位數(shù)多。
附
圖1示出了該儀表的電路結(jié)構(gòu)的原理框圖。
附圖2示出了該儀表的電路原理圖。
附圖3示出了該儀表的104段光柱2位數(shù)字顯示的顯示電路原理圖。
附圖4示出了該儀表的顯示電路中，每段光柱內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)原理圖。
附圖5示出了該儀表的供電電源原理圖。
在本實施例中，帶有光柱和數(shù)字顯示的儀表，包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(1)，點陣驅(qū)動器(3)，同相驅(qū)動器(7)，編碼器(2)，譯碼器(6)，顯示電路(9)，以及它們的電源供電電路(12)，其特征是，還有分頻器(4)，掃描計數(shù)器(5)，反相驅(qū)動器(8)，以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器內(nèi)部振蕩器外接的阻容電路(11)和顯示電路的限流電路(10)。仝相驅(qū)動器(7)由IC7和IC9并列組成，反相驅(qū)動器(8)由IC8和IC10并列組成。模數(shù)轉(zhuǎn)換器(1)的結(jié)果讀出信號端2，與譯碼器(6)最后一條輸出控制信號端17相連接，啟動信號端3與譯碼器(6)的第一條輸出線端子1相連接，時鐘信號輸出端19與分頻器(4)的時鐘輸入信號端2相連接，內(nèi)部振蕩器的輸入端4和輸出端19與阻容電路(11)相連接，信號輸出端11－17與編碼器(2)的地址線端19，22，23，1－4相連接，編碼器(2)的掃描地址端5，6，7，8與掃描計數(shù)器(5)的掃描信號輸出端6，5，4，3相連接，編碼輸出端17，16，15，14，13，11，10，9與點陣驅(qū)動器(3)的輸入端17，15，13，11，8，6，4，2相連接，點陣驅(qū)動器(3)的輸出端3，5，7，9，12，14，16，18與限流電路(10)的R1－R8輸入端相連接，分頻器(4)的進位輸出端15，與掃描計數(shù)器(5)的時鐘信號輸入端2相連接，掃描計數(shù)器(5)的掃描信號輸出端6，5，4，3，仝時連在譯碼器(6)的信號輸入端20，21，22，23，在譯碼器(6)中，最后一條輸出線端子17與模數(shù)轉(zhuǎn)換器(1)的結(jié)果讀出信號端2相連，第一條輸出線端子1除和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(1)的啟動信號端3相連接的仝時，并與其余輸出線端2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，一起與同驅(qū)動器(7)的信號輸入端17，15，13，11，8，6，4，2，15′，13′，11′，8′，6′，4′，2′相連接，同相驅(qū)動器的輸出端3，5，7，9，12，14，16，18，5′，7′，9′，12′，14′，16′，18′與反相驅(qū)動器(8)的輸入端17，15，13，11，8，6，4，2，15′，13′，11′，8′，6′，4′，2′和顯示電路(9)的紅色組端C01－C013相連接，并與顯示電路(9)的數(shù)字顯示位驅(qū)勸端C014，C015相連接，反相驅(qū)動器(8)的輸出端3，5，7，9，12，14，16，18，5′，7′，9′，12′，14′，16′18′與顯示電路的綠色組端C01－C013相連接，限流電路(10)的輸出端與顯示電路(9)的光柱段端子D7，D6，D5，D4，D3，D2，D1，D0相連接，電源供電電路(12)包括電源變壓器B以及與電源變壓器B的輸出端相連接的D101－D104組成的全波整流，C101、C102組成的濾波，集成穩(wěn)壓器IC101、C103、C104組成的穩(wěn)壓電路組成，電流輸入端與外接交流220V相連接，輸出接地端與地相接，電源輸出端＋5V與模數(shù)轉(zhuǎn)換器(1)的端子20，編碼器(2)的端子24，點陣驅(qū)動器(3)的端子20，分頻器(4)的端子16，掃描計數(shù)器(5)的端子16，譯碼器(6)的端子24，同相驅(qū)動器(7)的端子20，反相驅(qū)動器(8)的端子20，在顯示電路中，分光柱顯示電路和數(shù)字顯示電路兩部份，光柱顯示電路由50－1000段組成，每8段為一組，每段有紅綠兩種發(fā)光二極管S1－1，S1－2組成；數(shù)字顯示電路由2位數(shù)字?jǐn)?shù)碼管H1、H2組成。
本儀表的工作原理如下述由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(1)接受來自外部的被測電量，即輸入信號，轉(zhuǎn)換為8－12位二進制數(shù)字量，其結(jié)果作為點陣編碼器(2)的頁面地址，在點陣編碼器(2)內(nèi)存儲有按頁分配的對應(yīng)發(fā)光二極管顯示點陣信息，每頁的字節(jié)數(shù)由顯示的點數(shù)在編碼時確定，低位地址線由二進制掃描計數(shù)器(5)控制，地址的位數(shù)所表示的最大二進制數(shù)與每頁的字節(jié)數(shù)相等。在模數(shù)轉(zhuǎn)換器(1)的時鐘信號控制下，點陣編碼器(2)按頁面地址和掃描計數(shù)器(5)產(chǎn)生的地址，在8位數(shù)據(jù)線上輪流輸出一頁中各單元字節(jié)的點陣信息，經(jīng)點陣驅(qū)動器(3)和限流電路(10)后，作為發(fā)光二極管的點陣驅(qū)動信號，在掃描計數(shù)(5)產(chǎn)生掃描地址的同時，其輸出經(jīng)2－10進制譯碼器(6)譯碼，經(jīng)同相驅(qū)動器(7)驅(qū)動后，作為紅色發(fā)光二極管的組選通信號，經(jīng)反相驅(qū)動器(8)驅(qū)動后，作為綠色發(fā)光二極管的組選通信號，每組發(fā)光二極管共有8對發(fā)光二極管，當(dāng)選通至發(fā)光二極管數(shù)碼管時，點陣輸出為數(shù)碼管8段對應(yīng)的數(shù)字信息。
模數(shù)轉(zhuǎn)換器(1)的時鐘信號，經(jīng)分頻器(4)分頻后，作為掃描計數(shù)器(5)的時鐘信號，使其每掃描一遍的時間為20ms(50HZ)左右，2－10進制譯碼器(6)的第一條輸出線與模數(shù)轉(zhuǎn)換器(1)的啟動信號相連，即在每次掃描的一開始便啟動模數(shù)轉(zhuǎn)換，但本次掃描為上一次的模數(shù)結(jié)果，最后一條輸出線作為模數(shù)的結(jié)果，輸出控制信號，反饋到模數(shù)轉(zhuǎn)換器(1)，在此期間不掃描發(fā)光二極管，當(dāng)循環(huán)至第二遍掃描開始時，模數(shù)轉(zhuǎn)換的結(jié)果已經(jīng)穩(wěn)定的輸出，依次往復(fù)，實現(xiàn)被測電量與光柱高度及數(shù)字顯示的轉(zhuǎn)換。
由于2－10進制譯碼器(6)的輸出經(jīng)同相驅(qū)動器(7)后，去驅(qū)動紅色發(fā)光二極管反相后驅(qū)動綠色發(fā)光二極管，使光柱顯示的高度，紅色代表被測電量，空余部分為綠色，以增強可視反差。
在發(fā)光二極管的最高端，有數(shù)只綠色二極管為常亮狀態(tài)，當(dāng)顯示進入該段時視為超量程，此時紅、綠發(fā)光二極管同時亮，為混合色(近似橙色)，表示超限。
依據(jù)上述原理，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(1)的位數(shù)可按顯示的精度進行選取，光柱顯示的段數(shù)和數(shù)字顯示的位數(shù)可按以下原則靈活組合 光柱段數(shù)＋數(shù)字顯示位數(shù)×8＋8≤2模數(shù)轉(zhuǎn)換輸出的有效使用位數(shù)本實施例中，使用了104點光柱顯示和兩位數(shù)字顯示，只用了模數(shù)轉(zhuǎn)換器(1)的D1－D7、7條輸出線，即104＋2×8＋8≤27若模數(shù)轉(zhuǎn)換器(1)采用12位，只用其中的11位，則光柱的最大段數(shù)和數(shù)字顯示的位數(shù)為104＋2×8＋8≤211即104＋2×8＋8≤2048在本實施例中，Ic1選用ADC0801／A，Ic2選用EPROM2732，Ic3選用74S244，Ic4、Ic5選用74LS16，IC6選用74LS154，IC7、IC9選用74S244，IC8、IC10選用74S240，S1－S104選用TLSG系列，例如TLSG205，H1，H2選用LC5011。IC101選用7805。
權(quán)利要求1.一種帶有光柱和數(shù)字顯示的儀表，包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(1)，點陣編碼器(3)，同相驅(qū)動器(7)，編碼器(2)，譯碼器(6)，顯示電路(9)，以及它們的電源供電電路(12)，其特征是，還有分頻器(4)，掃描計數(shù)器(5)，反相驅(qū)動器(8)，以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器(1)內(nèi)部振蕩器外接的阻容電路(11)和顯示電路(9)的限流電路(10)，同相驅(qū)動器(7)由Ic7和Ic9并列組成，反相驅(qū)動器(8)由Ic6、Ic10并列組成，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(1)的結(jié)果讀出信號端2、與譯碼器(6)的最后一條輸出控制信號端17相連接，啟動信號端3與譯碼器(6)的第一條輸出線端子1相連接，時鐘信號輸出端19與分頻器(4)的時鐘輸入信號端2相連接，內(nèi)部振蕩器的輸入端4和輸出端19與阻容電路(11)相連接，信號輸出端11-17與編碼器(2)的地址線端19，22，23，1-4相連接，編碼器(2)的掃描地址端5，6，7，8與掃描計數(shù)器(5)的掃描信號輸出端6，5，4，3相連接，編碼輸出端17，16，15，14，13，11，10，9與點陣驅(qū)動器(3)的輸入端17，15，13，11，8，6，4，2相連接，點陣驅(qū)動器(3)的輸出端3，5，7，9，12，14，16，18與限流電路(10)的R1-R8的輸入端相連接，分頻器(4)的進位輸出端15與掃描計數(shù)器(5)的時鐘信號輸入端2相連接，掃描計數(shù)器(5)的掃描信號輸出端6，5，4，3同時連在譯碼器(6)的信號輸入端20，21，22，23，在譯碼器(6)中，除最后一條輸出線端子17與模數(shù)轉(zhuǎn)換器(1)的結(jié)果讀出信號端2相連，第一條輸出線端子1除和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(1)的啟動信號端3相連接的同時，并與其余輸出線端2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15一起與同相驅(qū)動器(7)的信號輸入端17，15，13，11，8，6，4，2，15′，13′，11′，8′，6′，4′，2′相連接，同相驅(qū)動器的輸出端3，5，7，9，12，14，16，18，5′，7′，9′，12′，14′，16′，18′與反相驅(qū)動器(8)的輸入端17，15，13，11，8，6，4，2，15′，13′，11′，8′，6′，4′，2′和顯示電路(9)的紅色組端C01-C013相連接，并與顯示電路(9)的數(shù)字顯示位驅(qū)動端C014，C015相連接，反相驅(qū)動器(8)的輸出端3，5，7，9，12，14，16，18，5′，7′，9′，12′，14′，16′，18′與顯示電路的綠色組端
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相連接，限流電路(10)的輸出端與顯示電路(9)的光柱段端子D7，D6，D5，D4，D3，D2，D1，D0相連接，電流供電電路(12)包括電源變壓器B，以及與電源變壓器B的輸出端相連接的D101-D104組成的全波整流，C101、C102組成的濾波，集成穩(wěn)壓器Ic101C103C104組成的穩(wěn)壓電路組成，電源輸入端與外接交流220V相連接，輸出接地端與地相接，電源輸出端+5V與模數(shù)轉(zhuǎn)換器(1)的端子20，編碼器(2)的端子24，點陣驅(qū)動器的端子20，分頻器(4)的端子16，掃描計數(shù)器(5)的端子16，譯碼器(6)的端子24，同相驅(qū)動器(7)的端子20，反相驅(qū)動器(8)的端子20相連接，在顯示電路中，分光柱顯示電路和數(shù)字顯示電路兩部份，光柱顯示電路由50-1000段組成，每8段為一組，每段有紅綠兩種發(fā)光二極管S1-1，S1-2組成，數(shù)字顯示電路由2位數(shù)字?jǐn)?shù)碼管H1，H2組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有光柱和數(shù)字顯示的儀表，其特征是模數(shù)轉(zhuǎn)換器(1)內(nèi)部振蕩器的外接阻容電路是由R9，C1串連組成。
專利摘要一種帶有光柱和數(shù)字顯示的儀表，涉及與測量有關(guān)的指示儀表技術(shù)領(lǐng)域。能實現(xiàn)對各類被測電量的光柱和數(shù)字雙顯示，并且光柱能變色顯示，同時，光柱段數(shù)多，數(shù)字顯示位數(shù)多。本儀表包括模數(shù)換轉(zhuǎn)器、點陣編碼器、點陣驅(qū)動器、分頻器、掃描計數(shù)器、譯碼器、同相驅(qū)動器、反相驅(qū)動器、顯示電路、電源電路及模數(shù)轉(zhuǎn)換器內(nèi)部振蕩器外接的阻容電路和顯示電路的限流電路。并且光柱段數(shù)和數(shù)字顯示的位數(shù)根據(jù)具體需要靈活組合。
文檔編號G01D13/00GK2157494SQ9224031
公開日1994年2月23日 申請日期1992年12月25日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月25日
發(fā)明者馬世博 申請人:馬世博