激光角度测量电路的制作方法

本发明涉及电路结构，具体的讲是激光角度测量电路。

背景技术：

目前常用的角度测量工具如量脚尺等，不方便直接读取测量的数值，并且在实际的测量中容易受到测量环境、被测物体结构等影响而造成测量不便，而且其测量的长度通常偏短，不能够对两个角边进行长距离的校准。

技术实现要素：

本发明提供了一种激光角度测量电路，以实现长距离的角度测量和校准，并可以对两个角边进行校准，同时通过判断仪器的空间位置使测量数据更加准确。

本发明的激光角度测量电路，具有通过模数转换模块与单片机连接的角度传感器，以及经单片机的串口连接的三轴传感器；还设有一端连接于在单片机、另一端接地的角度归零按键和三轴数据保存按键，其中角度归零按键和三轴数据保存按键与单片机的连接端还接有电源；单片机还连接有显示电路，电源和接地之间设有激光头模块，通过激光头模块可以发射激光进行角度的测量和/或校准。

角度传感器可以将0～360的角度变化转换为0～VCC的电压变化。电压从角度传感器对应的端口输出到模数转换模块(ADC转换模块)，转换为8位2进制数据，由模数转换模块的输出端送入单片机。单片机实时读取模数转换模块的数据值并计算得出电压，反推出对应的角度，将得到的角度数据送入显示电路进行显示。通过所述的角度归零按键可以将当前角度设置为0°，从当前角度开始计算角度大小。

三轴传感器采用串口与单片机通讯，三轴传感器将(X、Y、Z)轴三个方向的重力加速度分量检测并转换，将转换值传送给单片机，单片机循环检测三个数值，判断测量仪器在空间中的状态，通过所述的三轴数据保存按键保存当前三轴值并将其设置为平面判断条件，默认值为水平面的值，单片机判断测量仪器是否与水平面或人为设定的平面平行，如果平行则可以进行角度测量。

所述的各模块均可采用目前现有的模块实现，其中涉及的运行程序也可通过本领域的常规方式实现，不是本发明的创新性所在。

进一步的，单片机的两个晶振端口分别连接晶振的两端后，通过对应的起振电容接地。通过晶振和起振电容为单片机提供工作时序。

优选的，所述的显示电路中包括有数码管模块，单片机通过数码管位控制端分别对应连接数码管模块的位选端，控制数码管位选，单片机的显示端口分别对应连接数码管模块的段选端，控制数码管段选。通过数码管方式显示相关的角度参数。

进一步的，单片机的数码管位控制端与数码管模块的位选端之间分别设有驱动对应数码管的三极管。每个数码管位对应由一个NPN三极管驱动，三极管的集电极接电源，基极接单片机的I/O口，发射极接数码管的位选端，当基极为高电平时，三极管导通，数码管的位选端被置为高电平，该位数码管被选中，然后依次循环扫描，实现显示。

进一步的，单片机的复位端口连接具有并联结构的电容和复位按键的复位电路。当单片机运行错误时，可以通过复位按键对单片机进行复位。

在此基础上，为了对各种状态有更清晰的指示，在单片机的I/O口与电源之间连接有平面检测指示灯，当单片机检测到三轴传感器的输出值与单片机的内部预设值吻合时，则拉低平面检测指示灯对应端口的电平，平面检测指示灯则被点亮，表示三轴传感器可以工作了。

进一步的，电源与接地之间设有电源指示灯，当整个电路通电后，电源指示灯即被点亮，表示通电状态。

本发明的激光角度测量电路，能够方便的实现长距离的角度测量和校准，同时把测量角度数字化，还能够对两个角边进行校准，以及通过判断仪器的空间位置使其和待测角度保持合适的空间夹角，使测量数据更加准确。

以下结合实施例的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。

附图说明

图1为本发明激光角度测量电路的电路示意图。

具体实施方式

如图1所示本发明的激光角度测量电路，具有通过模数转换模块U1与单片机U2连接的角度传感器J3，以及经单片机U2的串口P3.0，P3.1连接的三轴传感器U4。角度传感器J3将0～360的角度变化转换为对应的电压后经模数转换模块U1传输给单片机U2，由单片机U2根据电压推导出对应的角度。还设有一端连接于在单片机U2、另一端接地的角度归零按键S3和三轴数据保存按键S4。其中角度归零按键S3和三轴数据保存按键S4与单片机U2的连接端还接有电源VCC。单片机U2与电源VCC之间连接有平面检测指示灯D1。通过角度归零按键S3将当前角度设置为0°，从当前角度开始计算角度大小。通过三轴数据保存按键S4保存三轴传感器U4的当前三轴值并将其设置为平面判断条件，默认值为水平面的值，单片机U2判断测量仪器是否与水平面或人为设定的平面平行，即单片机判断三轴传感器的输出值是否与单片机的内部预设值吻合，如果平行则拉低平面检测指示灯D1对应端口的电平，平面检测指示灯D1则被点亮，表示可以进行角度测量。

单片机U2还连接有显示电路，在显示电路中包括有数码管模块U3，单片机U2通过数码管位控制端P0.0，P0.2，P0.4，P0.6通过分别对应的驱动数码管的NPN型三极管Q1、Q2、Q3、Q4连接至数码管模块U3的位选端，单片机U2的显示端口P2.0～P2.7分别对应连接数码管模块U3的段选端。三极管Q1～Q4的集电极接电源，基极接单片机U2对应的I/O口(数码管位控制端)，发射极接数码管的位选端，当基极为高电平时，对应的三极管导通，数码管的位选端被置为高电平，该位数码管被选中，然后依次循环扫描，实现显示。电源VCC和接地之间设有激光头模块Laser1，Laser2，通过设于电源VCC与接地之间的电源指示灯D2对电路是否通电进行提示。

单片机U2的两个晶振端口XTAL1，XTAL2分别连接晶振X1的两端后，通过对应的起振电容C2，C5接地，晶振X1和起振电容C2，C5为单片机提供工作时序。单片机U2的复位端口RST连接具有并联结构的电容C4和复位按键S2的复位电路，当单片机U2运行错误时，可以通过复位按键S2对单片机U2进行复位。