CN102620790A - 用传感信号控制单片机启停的计数装置 - Google Patents

用传感信号控制单片机启停的计数装置 Download PDF

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Abstract

用传感信号控制单片机启停的计数装置，包括磁钢、干簧开关、继电器、单片机，其特征是：在计数字轮上设置一组磁钢，在与之对应的位置设置一组干簧开关，电源通过干簧开关、继电器连通单片机。本发明将以往单片机电路长期通电检测信号的工作方式，变成了计数信号来了才通电，计数完成之后就断电的交替启停工作方式；将计数传感信号同时也作为单片机的启停命令。在水、电、气、热等计量远传表具99％以上的时间不采数的情况下，完全处于断电停机的状态，只在计数的瞬间开机用电。不仅大大节省了(电池)电源，而且停机绝对避免了磁电、静电、雷击等所有干扰，彻底解决了计量表具远传计量不准确的根本问题。

Description

用传感信号控制单片机启停的计数装置
技术领域
本发明涉及一种计数装置，尤其涉及一种可用于水表、电表、气表等计量仪表的计数装置或类似控制装置，具体讲是一种用传感信号控制单片机启停的计数装置。
背景技术
目前用于水表、电表、气表等计量仪表的计数装置，多采用单片机采集计量传感信号的方式，如：中国专利201110267269.2、201020544489.6、200910072638.5中的所述。这些方式都是让单片机处于通电等待的状态，然后采集来自于传感器的脉冲或开关信号。无论信号来得快、慢或不来信号，单片机都要通电开机等在那里。这样，就带来了很多问题。首先就是外来干扰的问题，在单片机开机等待的时间里，遇有静电、电磁、雷击等干扰信号，计数就会产生错误，或直接导致单片机死机；其次是耗电的问题，尽管单片机耗电不多，但对于电池供电、无线传输、掌上电脑抄表来说，也是很值得考虑的；另外，由于外来信号的不规则变化与单片机难以识别等原因，造成计数错误的情况也时有发生；还有由于长期通电开机带来的整机故障率问题等。
为了解决以上问题，许多情况下单片机采用了待机休眠的工作方式，但这种方式毕竟是通电状态，且需要经常唤醒工作，单片机仍然难以抗击外来的各种干扰；识别脉冲信号还是干扰信号一直是个难题，实际应用中计数错误和造成故障的情况时有发生，已成为国际电子计量装置中的一大难题。
试验和经验都已证明，要想根本解决以上问题，唯有用计数传感信号作为单片机的启动开关(不是采集脉冲)，计数瞬间开机，计数完毕关断电源。
发明内容
为了解决单片机不计数时通电待机所带来的耗电、计数不准和运行故障等问题，本发明提出了一种让单片机计数时通电工作，计数后断电停机，让单片机开停的次数作为计数次数的新的工作方式和装置。
本发明采用如下技术方案：
用传感信号控制单片机启停的计数装置，包括磁钢、干簧开关、继电器、单片机，其特征是：在计数字轮上设置一组磁钢，在与之对应的位置设置一组干簧开关，电源通过干簧开关、继电器连通单片机。
在所述计数字轮上设置一组极性相反的磁钢，在与之对应的位置设置两只干簧开关，干簧开关设置偏置磁钢，以使干簧开关增加感应距离、提高触点可靠性，并使两只干簧开关具有开关可控和触点自保持功能。
在所述计数字轮上设置一组极性相反的磁钢，在所述计数字轮的同一侧设置两只带有偏置磁钢的干簧开关，电源通过一只干簧开关、继电器和通过具有晶体管或者门电路组成的控制电路、继电器交替连通单片机，另一只干簧开关直接与单片机连通。
在所述计数字轮上设置一块磁钢，在与之对应的位置设置三只干簧开关，电源分别通过其中两只干簧开关和继电器与单片机连通，另一只干簧开关直接连接单片机。
在所述计数字轮上设置一组极性相反的磁钢，在所述计数字轮的一侧设置两只带有偏置磁钢的干簧开关，其中一只通过具有晶体管或者门电路组成的控制电路连接继电器，另一只直接连接单片机。
所述干簧开关也可以采用微功耗(或零功耗)霍尔开关。
本发明的工作过程为：
当计数字轮转动，磁钢转动到干簧开关1a处时，干簧开关1a闭合，电源通过继电器的触点1接通单片机工作。单片机在经过短暂时间的处理，确认干簧开关1a的触点稳定接触(不是干扰)之后，将继电器触点接到2，单片机自身断电停机。字轮继续转动，磁钢转动到干簧开关1b处时，干簧开关1b闭合，电源通过继电器的触点2接通单片机工作。单片机在经过短暂时间的处理，确认干簧开关1b的触点稳定接触(不是干扰)之后，计数自动加1，然后将继电器触点接回到1，单片机自身断电停机。由此周而复始。
在计数字轮上设置一组极性相反的磁钢，在与之对应的位置设置干簧开关，在干簧开关一侧设置偏置磁钢，可使干簧开关增加感应距离、提高触点可靠性，并使干簧开关具有随感应磁钢的不同极性而闭合或断开，且保持闭合或断开状态，直到另一极性靠近感应才能转换状态的功能。
本发明的有益效果是：通过以上的方式，将以往单片机及其电路长期通电、等待信号到来的耗电待机的工作方式，变成了计数信号来了才通电，计数完成之后就断电的开停间歇工作方式。在水、电、气、热等远传计量表具99％以上的时间无需采数的情况下，完全处于断电停机的状态，不仅大大节省了(电池)电源，而且停机绝对避免了磁电、静电、雷击等所有干扰，彻底解决了计量表具远传计量不准确的根本问题。
附图说明
图1为电源分别通过两只干簧开关、继电器的1、2触点交替与单片机接通的工作方式示意图；
图2为电源分别通过设置偏置磁钢的干簧开关、继电器的1、2触点交替与单片机接通的工作方式示意图；
图3为电源通过设置偏置磁钢的干簧开关和场效应管分别与继电器接通单片机的工作方式，同时可判断字轮正转倒转的示意图；
图4为电源分别通过三只干簧开关、继电器的1、2触点交替与单片机接通的工作方式，同时可判断字轮正转倒转的示意图；
其中，1.干簧开关，2.磁钢，3.感应字轮，4.继电器，5.单片机，6.偏置磁钢，7.场效应管。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
实施例1.在图1中，字轮3上的磁钢2随字轮转动到干簧开关1a时，1a闭合，电源通过继电器4的触点1接通单片机5，单片机在经过短暂时间的处理，确认干簧开关1a触点稳定接触(不是干扰)之后，将继电器触点接到2，单片机5断电停机。字轮3继续转动，当磁钢2转动到干簧开关1b时，1b闭合，电源通过继电器4的触点2接通单片机5，单片机在经过短暂时间的处理，确认干簧开关1b触点稳定接触(不是干扰)之后，计数自动加1，然后将继电器4触点接回到1，恢复初始状态，单片机断电停机。由此周而复始。
实施例2.在图2中，在两只干簧开关1a、1b上分别设置了偏置磁钢6，当字轮3上的磁钢2的S极转动到干簧开关1a时，干簧开关1a闭合，电源通过继电器4的触点1接通单片机5。此时，磁钢2的N极恰好转动到干簧开关1b，1b断开。单片机5经过短暂时间的处理后，将继电器4触点接到2，单片机断电停机。字轮3继续转动，当字轮3上的磁钢2的S极转动到干1b时，干簧开关1b闭合，电源通过继电器4的触点2接通单片机5(此时，磁钢2的N极恰好转动到干簧管1a，干簧管1a断开)。单片机5经过短暂时间的处理后，计数自动加1，然后将继电器4触点接回到1，恢复初始状态，单片机断电停机。由此周而复始。
图2中，在计数字轮3上设置一组极性相反的磁钢2，在与之对应的位置设置两只干簧开关1a、1b，在干簧开关一侧设置偏置磁钢6，可使干簧开关增加感应距离、提高触点可靠性，并控制干簧开关1a、1b交替通断。
实施例3.图3中，字轮3正向(顺时针)转动，当字轮3上的磁钢2的N极转动到干簧开关1a时，干簧开关1a断开，场效应管7与电阻构成的控制电路中因栅极为低电平而导通，电源通过继电器4的触点1接通单片机5。单片机5经过短暂时间的处理后，将继电器4触点接到2。字轮3继续正向转动，当字轮3上的磁钢2的S极转动到干簧开关1a时，1a闭合，电源通过继电器4的触点2接通单片机5。单片机5经过短暂时间的处理后，计数自动加1，然后将继电器4触点接回到1，恢复初始状态，之后单片机断电停机。由此周而复始。
图3中的干簧开关1b用于检测字轮3的倒转。当字轮3正转(顺时针)时，字轮3上的磁钢2的N极转动到干簧开关1a时，干簧开关1a断开，场效应管7因栅极为低电平而导通，电源通过继电器4的触点1接通单片机5。单片机5经过短暂时间的处理后，将继电器4触点接到2。字轮3继续正向转动，当字轮3上的磁钢2的N极转动到干簧开关1b时，1b断开，此时单片机停机，1b断开无效。当字轮3倒转(逆时针)时，干簧开关1b断开。由于设置了偏置磁钢，干簧开关1b就保持在断开的状态上，当字轮3继续反转，使干簧开关1a也断开时，场效应管7因栅极为低电平而导通，电源通过继电器4的触点1接通单片机5。单片机工作后检测到P13口为低电平，由此判定字轮3是在倒转，单片机随即做出相应处理。
本例中的场效应管可以用开关管、晶闸管、隧道管以及门电路等作为开关电路的控制电路来替代，其工作过程和场效应管的开关控制没有本质的区别。即用上述的各种管或者门电路来取代场效应管，也完全可以满足其开关控制的作用。
实施例4.图4是设置三只干簧开关的工作方式，其中干簧开关1a、1b与图1的工作原理相同，干簧开关1c是用于检测字轮3倒转的。图中二极管D和电阻相当于一个控制电路，二极管D连接于干簧开关1a和1c与继电器之间，用于干簧开关1a闭合，1c断开情况下二极管正极端仍为低电位。当字轮正转(顺时针)时，干簧开关1a闭合，电源通过继电器4的触点1接通单片机5。单片机5经过短暂时间的处理后，将继电器4触点接到2，单片机断电停机。字轮3继续正转，使干簧开关1c闭合时，此时单片机停机，1c闭合无效。字轮3继续正转，使干簧开关1b闭合时，电源通过继电器4的触点2接通单片机5，单片机在经过短暂时间的处理之后，计数自动加1，然后将继电器4触点接回到1，恢复初始状态，单片机断电停机。由此周而复始。当字轮3倒转(逆时针)时，干簧开关1c导通。电源通过干簧开关1c、二极管、继电器4的触点1接通单片机。此时，单片机从二极管正极端检测到P13口为高电位，则判定字轮3出现了倒转，单片机随即做出相应处理。

Claims (8)

1.用传感信号控制单片机启停的计数装置，包括磁钢，干簧开关，继电器，单片机，其特征是在计数字轮上设置一组磁钢，在与之对应的位置设置一组干簧开关，电源通过干簧开关、继电器连通单片机。
2.根据权利要求1所述的用传感信号控制单片机启停的计数装置，其特征是在计数字轮上设置两只极性相反的磁钢，在与之对应的位置设置一组干簧开关，在其干簧开关一侧设置有偏置磁钢，电源通过干簧开关、继电器连通单片机。
3.根据权利要求1所述的用传感信号控制单片机启停的计数装置，其特征是在计数字轮上设置两只极性相反的磁钢，在与之对应的位置设置一组干簧开关，在其干簧开关一侧设置有偏置磁钢，电源通过一只干簧开关、继电器和具有晶体管或者门电路组成的控制电路连通单片机。
4.根据权利要求3所述的用传感信号控制单片机启停的计数装置，其特征是电源通过一只干簧开关、继电器和通过具有晶体管或者门电路组成的控制电路、继电器交替连通单片机；另一只干簧开关直接与单片机连通。
5.根据权利要求1所述的用传感信号控制单片机启停的计数装置，其特征是在与计数字轮相对应的位置设置三只干簧开关，电源分别通过其中两只干簧开关和继电器与单片机连通，另一只干簧开关直接连通单片机。
6.根据权利要求3和4所述的用传感信号控制单片机启停的计数装置，其特征是所说的晶体管是场效应管。
7.根据权利要求1和3所述的用传感信号控制单片机启停的计数装置，其特征是所述干簧开关可以采用霍尔开关。
8.根据权利要求5所述的用传感信号控制单片机启停的计数装置，其特征是所说的两只与继电器连接的干簧开关与继电器之间至少具有一个二极管。
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