专利名称:瞬时通断时间测量仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种时间测量仪器，尤其是涉及一种线束接插件通断时间测量仪器。
背景技术：
常规的时间测量以时钟信号加上计数器实现时间得到，再用锁存器、触发器组成的控制电路控制计数器工作，最后加以显示来实现时间的测量。这种方法不利于在多次极快的几个时间间隔的多次出现时，选取时间间隔的初值、最大值、最小值或平均值等灵活多变测量要求的满足。特别是线束接插件在振动台上的通断状态会出现一连串极快的跳变。而且完全的硬件计时显示不利于灵活的误差补偿。
发明内容本发明的目的是克服现有技术中时间测量不灵活的缺点，提供一种以单片机为核心的时间测量仪器，从而达到灵活性高，测量精度高的目的。
本发明提供一种瞬时通断时间测量仪，包括状态调理电路、时间测量电路以及显示电路，所述调理电路用于接收待测信号，将待测信号的通断变化转化为电平的高低变化，并将转化后的电平信号输出到时间测量电路；时间测量电路用于根据接收到的电平信号计算通断所经历的时间并将计算的时间显示在显示电路上；显示电路用于接收所述时间测量电路的结果并以数字的方式显示出来。
本发明提供的瞬时通断时间测量仪采用了单片微机，可以通过修改软件的方法很方便地修改测量方式，而且测量时间的分辨率较高。
图1是根据本发明的瞬时通断时间测量仪的电路图；图2是根据本发明的瞬时通断时间测量仪工作时的波形图。
具体实施方式下面结合附图来详细描述本发明的具体实施方式
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图1是本发明提供的瞬时通断时间测量仪的电路图。图中，该测量仪包括状态调理电路、时间测量电路以及显示电路，所述调理电路用于接收待测信号，将待测信号的通断变化转化为电平的高低变化，并将转化后的电平信号输出到时间测量电路；时间测量电路用于根据接收到的电平信号计算通断所经历的时间并将计算的时间显示在显示电路上；显示电路用于接收所述时间测量电路的结果并以数字的方式显示出来。
所述调理电路包括待测件接口、反相器U1及上拉电阻R2，所述待测件接口有两个脚，反相器U1有6个脚，所述待测件接口的一个脚接地，另一个脚接上拉电阻R2，同时，与上拉电阻R2连接的待测件接口的脚与反相器U1的1脚和5脚连接，U1的2脚与U1的3脚连接，U1通过6脚和4角与所述时间测量电路连接。
所述时间测量电路包括单片微机IC1和晶振电路。所述单片微机IC1具有40个针脚，其中40脚接地，该IC1的12脚接所述反相器的6脚，IC1的2脚接反相器的4脚。
所述晶振电路包括石英晶振Y1以及滤波电容C4和C5，其中，石英晶振Y1的两端分别连接在IC1的18脚和19脚，并且，18脚和19脚分别通过电容C4和C5接地。
所述显示电路包括4联的共阴极LED(DS1)和专业的LED驱动芯片IC2，IC2的1脚，12脚和13脚分别连接至IC1的22脚、23脚和24脚。IC2的18脚和19脚之间接电阻R10，4脚和9脚接地实现供电IC2的14脚接DS1的11脚，IC2的16脚接DS1的7脚，IC2的20脚接DS1的4脚，IC2的23脚接DS1的2脚，IC2的21脚接DS1的1脚，IC2的15脚接DS1的10脚，IC2的17脚接DS1的5脚以及IC2的6脚接DS1的6脚，IC2的7脚接DS1的8脚，IC2的11脚接DS1的9脚，IC2的2脚接DS1的12脚以此来实现IC2对LED(DS1)的扫描显示驱动。
根据本发明，所述IC1选用AT89C52，其内部的软件将IC1的2脚和12脚设置为下降沿触发。
优选情况下，本发明提供的测量仪进一步包括电源电路，用于为测量仪提供工作电源，所述电源电路包括开关电源以及滤波电容C1和C2，所述开关电源的输入端接工频交流电，输出端为直流电压Vcc，在该开关电源的输出端并联了电容C1和C2用于滤波；所述直流电压Vcc通过所述调理电路中的上拉电阻R2与所述调理电路连接，接IC1的20脚以给该IC1供电，通过显示电路中的电阻R10和所述驱动芯片IC2的18脚连接，并与IC2的19脚直接连接。
优选情况下，本发明提供的测量仪进一步包括指示电路，所述指示电路包括第一指示电路、第二指示电路和/或第三指示电路；所述第一指示电路用于电源指示，包括LED1和限流电阻R1，该LED1的正极与电源电路输出的Vcc的正极以及上拉电阻R2连接，负极通过限流电阻R1接地；所述第二指示电路用于测试空闲繁忙状态指示，包括LED2、限流电阻R7和R6，以及PNP型三极管Q2，所述LED2的正极通过限流电阻R7与电源电路输出的Vcc的正极连接，负极与所述三极管Q2的集电极连接，所述三极管Q2的基极通过限流电阻R6与IC1的25脚连接，所述三极管Q2的发射极接地；第三指示电路用于超量程指示，包括LED3、限流电阻R9和R8以及PNP型三极管Q1，所述LED3的正极通过限流电阻R9与电源电路输出的Vcc的正极连接，负极与所述三极管Q1的集电极连接，所述三极管Q1的基极通过限流电阻R8与IC1的26脚连接，所述三极管Q1的发射极接地。优选情况下，所述第三指示电路进一步包括蜂鸣器U2，用于通过声音报警，该蜂鸣器连接在IC1的40脚和三极管Q1的集电极之间。
优选情况下，本发明提供的测量仪进一步包括复位电路，所述复位电路包括第一复位电路和/或第二复位电路，其中，第一复位电路用于系统不正常时的复位，包括复位按钮S1、电容C3以及电阻R4和R3，电容C3负极、R3和R4同时连接IC1的9脚，C3的正极接IC1的电源脚(即电源电路输出的Vcc的正极)，R3另一脚接地，R4的另外一脚通过复位按键S1接电源；第二复位电路用于下一个测量的启动控制，包括复位按钮S2和上拉电阻R5，按键S2一脚接地，另一脚同时接上拉电阻R5和IC1的21脚，上拉电阻R5的另一脚接电源电路输出的Vcc的正极。
下面详细介绍该测量仪的具体运行方式，以帮助更好地理解。
在状态调理电路，当待测件接插正常状态导通时，反相器U1输入脚1和5位低点平；而当接插件受振动等影响异常时，线路处于断开状态，反相器U1输入脚1和5变为高点平。从而实现将接插件的通断状态变化，转换为电平的高低变化。由于到达IC1的12脚有1个反相器，到达IC1的2脚有2个反相器。所以IC1的2脚和12脚得到两个相反的波形，见图2。
由于IC1的2脚、12脚设置为下降沿触发方式，所以当IC1的12脚被触发时，IC1内部的计时器将被打开(需要注意的时，在操作时，计时器被触发前应由一个将计时器清零的过程)，此时计时器开始计时。由图2的波形可以看到，IC1的12脚所捕捉到的下降沿的时刻正是状态由接通到断开的那一瞬间。
此时IC1的2脚等待被触发。当IC1的2脚被下降沿触发时，立即将计时器的值保存，同时将计时器关上。由图2的波形可以看到，IC1的2脚所捕捉到的下降沿的时刻正是状态由断开到接通的那一瞬间。所以保存下来的计时器值是线束断开的时间。IC1的运行速度虽然很快，可以达到0.5us。但是依然需要时间、有误差。如IC1的12脚2脚对下降沿的触发有一个反应时间，当IC1确实反应到了开关计时器也需要时间。这些时间都可以看作系统误差，只要将其合理补偿即可消除。此外，可以通过补充不同软件逻辑实现求取多次测量的平均值、最大值、最小值等。这些补偿步骤和数据处理要求能用单片微机很好，很方便的完成。而硬件计数器不不容易做到的。
在显示电路，IC1通过用其22脚、23脚和24脚分别控制IC2的1脚、12脚和13脚，以向IC2发送数据。IC1将要显示的数据按照IC2的格式发送过去后，IC2按IC1的要求用扫描驱动的方式将4联LED点亮，最终显示数据。
权利要求
1.一种瞬时通断时间测量仪，该测量仪包括状态调理电路、时间测量电路以及显示电路，所述调理电路用于接收待测信号，将待测信号的通断变化转化为电平的高低变化，并将转化后的电平信号输出到时间测量电路；时间测量电路用于根据接收到的电平信号计算通断所经历的时间并将计算的时间发送到显示电路；显示电路用于接收所述时间测量电路的结果并以数字的方式显示出来。
2.根据权利要求
1所述的测量仪，其中，所述调理电路包括待测件接口、反相器U1及上拉电阻R2，所述待测件接口有两个脚，反相器U1有6个脚，所述待测件接口的一个脚接地，另一个脚接上拉电阻R2，同时，与上拉电阻R2连接的待测件接口的脚与反相器U1的1脚和5脚连接，U1的2脚与U1的3脚连接，U1通过6脚和4角与所述时间测量电路连接；所述时间测量电路包括单片微机IC1和晶振电路。所述单片微机IC1具有40个针脚，其中40脚接地，该IC1的12脚接所述反相器的6脚，IC1的2脚接反相器的4脚；所述晶振电路包括石英晶振Y1以及滤波电容C4和C5，其中，石英晶振Y1的两端分别连接在IC1的18脚和19脚，并且，18脚和19脚分别通过电容C4和C5接地；所述显示电路包括4联的共阴极LED DS1和专业的LED驱动芯片IC2，IC2的1脚，12脚和13脚分别连接至IC1的22脚、23脚和24脚。IC2的18脚与19脚之间接电阻R10，4脚和9脚接地实现供电；IC2的14脚接DS1的11脚，IC2的16脚接DS1的7脚，IC2的20脚接DS1的4脚，IC2的23脚接DS1的2脚，IC2的21脚接DS1的1脚，IC2的15脚接DS1的10脚，IC2的17脚接DS1的5脚以及IC2的6脚接DS1的6脚，IC2的7脚接DS1的8脚，IC2的11脚接DS1的9脚，IC2的2脚接DS1的12脚以此来实现IC2对DS1的扫描显示驱动。
3.根据权利要求
2所述的测量仪，其中，所述IC1是AT89C52，该IC1的2脚和12脚设置为下降沿触发。
4.根据权利要求
2所述的测量仪，其中，该测量仪进一步包括电源电路，用于为测量仪提供工作电源，所述电源电路包括开关电源以及滤波电容C1和C2，所述开关电源的输入端接工频交流电，输出端为直流电压Vcc，在该开关电源的输出端并联了电容C1和C2用于滤波；所述直流电压Vcc通过所述调理电路中的上拉电阻R2与所述调理电路连接，接IC1的20脚以给该IC1供电，通过显示电路中的电阻R10和所述驱动芯片IC2的18脚连接，并与IC2的19脚直接连接。
5.根据权利要求
4所述的测量仪，其中，该测量仪进一步包括指示电路，所述指示电路包括第一指示电路、第二指示电路和/或第三指示电路；所述第一指示电路用于电源指示，包括LED1和限流电阻R1，该LED1的正极与电源电路输出的Vcc的正极以及上拉电阻R2连接，负极通过限流电阻R1接地；所述第二指示电路用于测试空闲繁忙状态指示，包括LED2、限流电阻R7和R6，以及PNP型三极管Q2，所述LED2的正极通过限流电阻R7与电源电路输出的Vcc的正极连接，负极与所述三极管Q2的集电极连接，所述三极管Q2的基极通过限流电阻R6与IC1的25脚连接，所述三极管Q2的发射极接地；第三指示电路用于超量程指示，包括LED3、限流电阻R9和R8以及PNP型三极管Q1，所述LED3的正极通过限流电阻R9与电源电路输出的Vcc的正极连接，负极与所述三极管Q1的集电极连接，所述三极管Q1的基极通过限流电阻R8与IC1的26脚连接，所述三极管Q1的发射极接地。
6.根据权利要求
5所述的测量仪，其中，所述第三指示电路进一步包括蜂鸣器U2，用于通过声音报警，该蜂鸣器连接在IC1的40脚和三极管Q1的集电极之间。
7.根据权利要求
4或5或6所述的测量仪，其中，该测量仪进一步包括复位电路，所述复位电路包括第一复位电路和/或第二复位电路，其中，第一复位电路用于系统不正常时的复位，包括复位按钮S1、电容C3以及电阻R4和R3，电容C3负极、R3和R4同时连接IC1的9脚，C3的正极接电源电路输出的Vcc的正极，R3另一脚接地，R4的另外一脚通过复位按键S1接电源；第二复位电路用于下一个测量的启动控制，包括复位按钮S2和上拉电阻R5，按键S2一脚接地，另一脚同时接上拉电阻R5和IC1的21脚，上拉电阻R5的另一脚接电源电路输出的Vcc的正极。
专利摘要
一种瞬时通断时间测量仪，该测量仪包括状态调理电路、时间测量电路以及显示电路，所述调理电路用于接收待测信号，将待测信号的通断变化转化为电平的高低变化，并将转化后的电平信号输出到时间测量电路；时间测量电路用于根据接收到的电平信号计算通断所经历的时间并将计算的时间显示在显示电路上；显示电路用于接收所述时间测量电路的结果并以数字的方式显示出来。该测量仪能够快速准确地测量出电子器件、机械开关以及接插件等的通断时间。
文档编号G04F8/00GK1991640SQ200510135232
公开日2007年7月4日 申请日期2005年12月27日
发明者龙光展, 叶俊杰 申请人:比亚迪股份有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan