专利名称：一种脉冲数据采集装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数字表具用的脉冲数据采集装置。
背景技术：
脉冲数据采集装置常用于数字表具，如计数器，数字水表，数字电度表，数字煤气表等。如图1所示，由微处理器、存储器、人机对话装置或通讯接口、脉冲发生器组成。脉冲发生装置内装有磁开关探头如干簧管和霍尔开关或光电开关探头如红外发射和接收对管等，当探头的电子开关断开(或输出高电平)时，微处理器接收到高电平，当探头的电子开关接通(或输出底电平)时，微处理器接收到低电平，微处理器将接收到的高电平或低电平累加(累减)，并存储起来，通过人机对话装置显示或通讯接口向外传送，就构成了数字表。此装置和装有电子开关的水表联系起来，就构成了数字水表；和装有电子开关的煤气表联系起来，就构成了数字煤气表等等。
上述表具的好处是可以通过电路进行远程显示或数据传送，进行集中处理。
在数据表具中，很多采用电池供电或作为后备电源，因为表具工作时不允许停电，停电将会造成数据丢失或漏记脉冲数，而采用电池，省电很重要。图中的限流器件R的电阻值越大，流过脉冲发生装置的电流越�。驮绞〉纾煌痹谑荼砭咧校芏嗦龀宸⑸爸煤褪莶杉爸美肟显叮酵凡糠种屑淞雍艹さ牧撸こさ奶酵废呦蛱煜咭谎邮盏礁髦指餮母扇判藕牛蘖髌骷的电阻值越大即探头线的内阻越大，流过脉冲发生装置的电流越�。驮饺菀妆桓扇�。为防止干扰，就要求限流器件R的电阻值越小越好。显然上述二个要求产生了矛盾。
发明内容
本实用新型的目的在于提出一种既能节省用电、又可防止干扰的脉冲数据采集装置。
本实用新型提出的脉冲数据采集装置，由微处理器、存储器、人机对话器或通讯接口、限流元件R、脉冲发生器经电路连接组成。与原有电路结构相比，差别在于在限流元件R与微处理器之间增设了一个可控电源，以便通过可控电源向限流器件R和脉冲发生器供应检测电流。
工作原理是微控制器定时检测脉冲发生器的电平信号，当定时时间到时，先打开可控电源输出，使得可控电源电流通过R向脉冲发生器送电，然后再检测脉冲发生器，当探头的电子开关断开(或输出高电平)时，微处理器接收到高电平，当探头的电子开关接通(或输出底电平)时，微处理器接收到低电平，微处理器检测完脉冲发生器的电平信号后就关断可控电源输出并将本次检测到的电平状态存储起来供下次数据处理使用，如果本次电平和上次定时检测的电平状态一样，就说明电平没有变化，微处理器不处理数据，如果本次电平和上次定时检测的电平状态相反，就说明电平有了变化，脉冲发生器有了低电平脉冲发生或高电平脉冲发生，微处理器将接收到的高电平或低电平累加(累减)，并存储起来，其工作方式和现有技术的一样，只要定时时间小于脉冲高电平和低电平的时间，就能确保计数的准确。如此，当微处理器检测时，打开可控电源输出，检测完毕，即关断可控电源输出K，等下一个定时时间到再重复上面过程，进行脉冲检测。这样，可控电源输出电流的时间短，而断开的时间长，所用的平均电流就是现有技术的可控电源的输出时间/定时时间乘输出电流。在脉冲电平宽度比较宽的条件下，本实用新型所用的采样平均电流可以是现有技术的几十分之一到几万分之一。在使用电池的条件下，同样可以减小限流器件R的阻值，增大流过脉冲发生器的电流，以减小干扰，提高可靠性，解决了上述的矛盾。可控电源可以输出正向电流或反向电流。
上述脉动数据采集装置中的脉冲发生器可以是机械开关，光电开关，霍尔开关或其它。
本装置可用于各种数字表具，如计数器、数字水表、数字电度表、数字煤气表等。
图1为现有脉冲数据采集装置的电路框图。
图2为本实用新型的脉冲数据采集装置的电路框图。
图3为应用本实用新型的一种数字水表电路图。
具体实施方式
下面以一个数字水表为例，进一步介绍本脉冲数据采集装置及其应用。
如图3所示，脉冲数字采集器的微处理器和存储器采用单片机AT89C2051，它集成了微处理器，存储器，串行通讯接口，输入输出接口电路等，电源由4.5V电池组供电，C1是滤波电容，C2和电阻R0构成复位电路。JZ，C3，C4构成震荡电路，给单片机的时钟，JZ1是串行通讯插座，利用它和外边的抄表手持机构成数字通讯，将单片机采集和处理的脉冲数据传送给抄表手持机显示，同时也利用手持机对单片机进行数据初始化。图3中的脉冲发生装置为发讯水表，发讯水表是利用干簧管检测水表磁性表针原理向外发送开关信号的水表，当水表指针对准干簧管时，干簧管闭合，偏离时，干簧管关断。晶体管(如9013)，电阻R1构成了可控电源，由单片机的P3.7控制工作原理如下脉冲发生装置是由发讯水表发生的，所以可以判定它的输出开关时间大于0.1秒，即S1的闭合时间和关断时间都大于0.1秒，由此单片机的定时采集时间也设定为0.1秒一次；初始状态，P3.7设定为输出口，初始输出低电平，晶体管9013截止，流过R2的电流为0，P1.7设定为输入口，P3.0、P3.1设定为串行通讯口，S1处于关断状态；当定时时间到时，P3.7输出高电平，晶体管9013导通，假设此时S1还处于关断状态，P1.7的电平为高，当单片机检测P1.7的电平后，迅速将P3.7输出低电平，使得晶体管9013截止，然后再对检测到的数据进行处理，因为初始时的S1处于关断状态，而本次检测的状态还是处于关断状态，所以断定水表无脉冲输出，并将本次S1的关断状态存储起来，给下一定时数据处理使用。当第二次定时时间到时，P3.7输出高电平，晶体管9013导通，假设此时S1处于闭合状态，P1.7的电平为低，当单片机检测P1.7的电平后，迅速将P3.7输出低电平，使得晶体管9013截止，然后再对检测到的数据进行处理，因为上一次的S1处于关断状态，而本次检测的状态是处于闭合状态，所以断定水表有脉冲输出，并将本次S1的关断状态存储起来，给下一定时数据处理使用，脉冲数字记录(累加或累减)，该数据就是水表的用水量。
当S1闭合，9013导通时，流过S1的电流约为4mA，由于9013的导通时间不到0.1mS，而关断时间约为100mS，所以平均电流约为4uA，大大减小了电池电量的损耗，而检测时的4mA电流又足以减小干扰。
当脉冲线路距离比较短，所需检测电流较小时，可以用单片机的输出口直接做控制电源(AT2051的输出口可输出不大于10mA的电流)，实施例中可直接用P3.7口接R2，电路将更简化。
手持机是带有键盘、显示和串行通讯的抄表工具，当手持机的通讯线插入JZ1，并用串行通讯方式以规定的通讯协议向AT89C2051要求脉冲累加数据(水表的用水量)时，AT89C51通过串行口P3.0、P3.1向手持机传送，手持机接收到后将此数据显示到其显示器上，抄表工作完成。
本实用新型同样适用于其他类似表具或仪器。
权利要求1.一种脉冲数据采集装置，由微处理器、存储器、人机对话装置或通讯接口、限流器件R、脉冲发生器经电路连接组成，其特征在于在限流元件R与微处理器之间还增加有一个可控电源。
2.根据权利要求1所述的脉冲数据采集装置，其特征在于可控电源由晶体管和电阻R1构成。
3.根据权利要求2所述的脉冲数据采集装置，其特征在于微处理器和存储器采用单片机AT89C2051，集成了微处理器、存储器、串行通讯接口、输入输出接口电路。
专利摘要本实用新型为一种改进的脉冲数据采集装置，由微处理器、存储器、人机对话装置或通讯接口，可控电源、脉冲发生器组成。其中脉冲发生器的检测电流由可控电源提供，使得在微处理器定时检测脉冲发生器的开关信号电平时开通可控电源，检测完成后关断可控电源，以达到省电的目的。本装置可用于各种数字表具，如计数器、数字水表、数字电度表、数字煤气表等。
文档编号G01R19/00GK2625907SQ0323150
公开日2004年7月14日 申请日期2003年5月26日 优先权日2003年5月26日
发明者沈建 申请人:沈建
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
