专利名称：防近视笔驱动模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种节能型防近视笔驱动模块。
目前作为中小学或其他少年、儿童使用的书写笔具，有各种铅笔、圆 珠笔、中性水笔.所有的笔具除了书写功能外.都不能让学生写字吋双眼 与桌面保持正常距离和正确姿势进行书写，容易导致近视或其它视力障碍， 因长期书写的姿势不正确，极易引起学生脊椎弯曲变形出现驼背现象。为 此，许多申请人对书写用笔逬行改良，以期达到防近视的目的，如专利公 报中CN200960799.公开的一种名为全自动防近视、防驼背学生书写笔； 以及CN2758090,公开的一种名为双防智能书写笔。均为电子式控制笔芯 伸缩的主动式防近视笔，其结构是在笔芯上方设有一电磁线圈驱动的翘板， 电磁线圈受控于驱动电路模块.该电路模块包括有红外信号发射和接收电 路、以及放大电路，输出接电磁线圈。红外信号发射和接收电路根椐不同 年齡段，其反射的距离不同。书写者姿势端正，信号接收电路检测不到反 射来的信号，电磁线圈不动作，翘板顶触在笔芯上端部.保证笔芯书写吋 不会内缩；而当书写者头太靠近桌面.缩短了红外反射距离，接收电路收 到反射信号后，电磁线圏得电驱动翘板动作，离开笔芯上端部，使得笔芯 无支撑，笔尖无法承受书写吋接触纸面的压力而产生回缩，使得书写者无 法正常书写，以此达到纠正书写姿势。为了保持书写笔轻便灵活把持的特 性，驱动电路的电源只能采用钮扣式电池.由于电能容蹇低，往往使用一 两周吋间即需更换电池，使用成本过高，影响该防近视笔的使用。 发明内容
本实用新型的目的是设计一种采用单片机组成的能耗低且具有脉冲式 信号发射和接收电路的防近视笔驱动模块。
本实用新型技术方案是这样实现的一种防近视笔驱动模块，由电源、单片机芯片、信号发射电路、信号接收电路及微型电磁铁组成，其特征是 单片机芯片分别输出脉冲信号给信号发射供电电路和信号接收及放大供电 电路.信号发射供电电路提供信号发射电路工作电源.信号发射电路受控
于单片机芯片输出脉冲；信号接收及放大供电电路提供信号接收电路和信 号放大电路工作电源，信号接收电路接收到信号经信号放大电路放大后反 馈给单片机芯片.再由单片机芯片输出给微型电磁铁控制其动作。采用可 写入单片机作为驱动模块管理中心，信号发射和接收均采用闾歇工作.可 大大降低驱动模块功耗。
本实用新型设计合理、线路简洁、元件少、能耗低的特点，可大大延 长防近视笔电池的使用寿命。
下面结合具体图例对本实用新型做进一步说明
图i防近视笔驱动模块原理框图； 图2防近视笔驱动模块电路原理图 图3单片机芯片输出脉冲吋序示意图。
具体实施方式
参照图1和图2,防近视笔驱动模块，其由电源、单片机芯片、信号发 射供电电路、信号接收及放大供电电路、信号发射电路、信号接收电路、 信号放大电路和微型电磁铁组成。所述的单片机芯片为型号义隆的8P508、 PIC类12C508等可写入芯片，其各引脚的连接和工作原理如下 第l、 8脚接电源，电源为一节钮扣电池BT1,在电池BT1两端并接有一
电容C2，电容C2可防止工作瞬间电源电压跌落。 第2、 3、 4脚2、 3脚为输出控制端，接微型电磁铁线圈，控制微型电磁 铁动作。4脚为信号反馈输入端，接收来自信号放大电路末级的信 号。第2、 3脚分别经电阻R2、 R3后串接于电磁线圈回路，微型电 磁铁线圈L另一端接高电平。第2、 3脚为不同输出信号的输出端. 其中第2脚输出信号的吋间取决于接收电路是否接收到反射信号， 即只要接收电路持续接收到反射信号，单片机第4脚持续接收到经放大后的信号，第2脚就持续输出驱动信号.反射信号消失即第 4脚的信号消失，第2脚的输出信号亦消失；第3脚的输出信号是 瞬时的，当接收电路接收到反射信号后第3脚输出具有一定脉宽的 驱动信号，其目的是与第2脚的驱动信号分别经电阻后共同作用于 线圈L以提高微型电磁铁的瞬吋驱动能力.由于微型电磁铁的动作 由暂态逬入稳态后只需很小的维持功率即可.故第3脚无需持续输 出信号，这样就在很大程度上降低了模块的动态功耗。电阻R2、 R3 起限流作用，当第2、 3脚的输出信号共同作用吋相当于R2、 R3并 联以给微型电磁铁提供足够的启动功率，当只有第2脚的输出信号 起作用时，由于R2的作用使微型电磁铁只得到维持功率。据实际 測试采用此方案与不采用此方案相比动态功耗可节省1/3至1/2, 即电池寿命可延长相应时间。 第6脚第6脚输出占空比约为99.75%左右的信号，提供给由电容C1组 成的信号发射供电电路，在高电平期间为电容C1充电，电容C1起 到储能作用.在信号发射电路工作吋，作为电源给信号发射电路供 电。
第5脚为信号发射电路提供触发信号，信号发射电路由三极管Q5、红外 发射管Ll、 R9组成；第5脚给出一宽度约为30.2mS的窄脉冲， 经电阻R9限流送三极管Q5.使得三极管Q5导通，驱动红外发射管 Ll发出红外光。
第7脚为信号接收及放大电路的电源控制端，第7脚输出占空比约为 0.23%左右的信号，此信号的高电平起始端约比第6脚的低电平起 始端滞后200M S。其输出的窄脉冲提供给由三极管Q4和电容C3 组成的信号接收及放大供电电路，在高电平期间通过控制电源管Q4 给信号接收电路和信号放大电路供电，电容C3保证了供电的幅值 及稳定。高电平的最末约30.2MS吋间内信号发射电路工作，在L1 发射红外光吋，若被障碍物反射且达到一定强度吋，将在由电阻 Rll、红外接收管PH1组成的红外信号接收电路中产生一定幅值的信号，此信号经电容C5、电阻R10耦合送由三极管Q2、电阻R4、 R5组成的放大电路逬行第一级放大，其中R4是偏置电阻，R5是集 电极负载电阻. 一级放大后的信号由三极管Q2的集电极输出再经 电容C4、电阻R8耦合送由三极管Q3、电阻R6、 R7组成的第二级 放大电路放大，其中R6是偏置电阻，R7是集电极负载电阻，二级 放大后的信号由三极管Q3的集电极输出送单片机芯片的第4脚， 再经芯片内部智能电路处理使第2、 3脚输出相应信号控制微型电 磁铁的动作。 单片机第5、 6、 7脚输出的吋序图如图3。
权利要求1、一种防近视笔驱动模块，由电源、单片机芯片、信号发射电路、信号接收电路及微型电磁铁组成，其特征是单片机芯片分别输出脉冲信号给信号发射供电电路和信号接收及放大供电电路，信号发射供电电路提供信号发射电路工作电源，信号发射电路受控于单片机芯片输出脉冲；信号接收及放大供电电路提供信号接收电路和信号放大电路工作电源，信号接收电路接收到信号经信号放大电路放大后反馈给单片机芯片，再由单片机芯片输出给微型电磁铁控制其动作。
2、 根据权利要求l所述的防近视笔驱动模块，其特征是单片机芯片为型号 8P508可写入芯片，其第1脚接电源，第5、 7脚为窄脉冲分别控制信号发 射电路和信号接收电路间歇工作，第6脚为宽脉冲给信号发射电路供电， 第4脚为信号接收电路的反馈输入端，控制着第2、 3脚一长一短的高电 平输出.分别经电阻后并接在电磁线圈的一端。
3、 根据权利要求1所述的防近视笔驱动模块，其特征是单片机芯片为型号 PIC类12C508可写入芯片。
专利摘要本实用新型涉及一种防近视笔驱动模块，由电源、单片机芯片、信号发射电路、信号接收电路及微型电磁铁组成，其特征是单片机芯片分别输出脉冲信号给信号发射供电电路和信号接收及放大供电电路，信号发射供电电路提供信号发射电路工作电源，信号发射电路受控于单片机芯片输出脉冲；信号接收及放大供电电路提供信号接收电路和信号放大电路工作电源，信号接收电路接收到信号经信号放大电路放大后反馈给单片机芯片，再由单片机芯片输出给微型电磁铁控制其动作。采用一可写入单片机作为驱动模块管理中心，信号发射和接收均采用间歇工作，可大大降低驱动模块功耗。
文档编号G05B19/042GK201311569SQ200820146398
公开日2009年9月16日 申请日期2008年11月21日 优先权日2008年11月21日
发明者刁银军 申请人:刁银军