CN104470045B - 一种测距手电电路及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及电子电路技术领域，公开了一种测距手电电路及装置。其中，该电路包括控制电路、红外线发射管、红外线接收传感器、显示电路和LED灯，其中，所述控制电路的第一输出端连接所述红外线发射管的输入端，所述控制电路的第一输入端连接所述红外线接收传感器的输出端，所述控制电路的第二输出端连接所述显示电路的输入端，所述控制电路的第三输出端连接所述LED灯的输入端，所述控制电路的第二输入端用于连接直流电源。实施本发明实施例可以提供一种既能够实现智能照明功能又能够利用红外线测量电路到目标物距离的多功能手电电路以及装置。

Description

一种测距手电电路及装置

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，具体涉及一种测距手电电路及装置。

背景技术

随着电子技术的快速发展，越来越多种类的手电出现在人们的日常生活中且被应用于不同的场合，例如：在停电的情况下，人们可以使用手电进行照明以减小停电带来的不便；在户外运动时，人们可以使用手电探路以避免意外的发生；在发生重大灾害时，人们可以使用手电开展救援行动。但是现有的手电只能实现单一的照明功能，不能够测量手电到目标物的距离。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题在于，提供了一种测距手电电路及装置，可以使手电既能够实现照明功能又能够测量手电到目标物的距离。

为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种测距手电电路，包括：

控制电路、红外线发射管、红外线接收传感器、显示电路和LED灯，其中：

所述控制电路的第一输出端连接所述红外线发射管的输入端，所述控制电路的第一输入端连接所述红外线接收传感器的输出端，所述控制电路的第二输出端连接所述显示电路的输入端，所述控制电路的第三输出端连接所述LED灯的输入端，所述控制电路的第二输入端用于连接直流电源；所述控制电路用于向所述红外线发射管输出第一电信号，所述红外线发射管用于根据所述第一电信号向目标物发射红外线信号；所述红外线接收传感器用于接收所述目标物反射的所述红外线信号，并对接收的所述红外线信号进行光电转换，以生成第二电信号，并向所述控制电路发送所述第二电信号；所述控制电路还用于根据输出所述第一电信号的输出时间与接收所述第二电信号的接收时间的时间差计算出所述测距手电电路与所述目标物之间的距离；所述控制电路还用于根据所述距离向所述显示电路输出第三电信号；所述显示电路用于根据所述第三电信号输出用于表述所述距离的显示信息；所述控制电路还用于向所述LED灯输出所述第四电信号。

其中，所述控制电路包括单片机U1、开关S2和开关S3；

所述单片机U1的第一I/O端口的第三引脚连接所述红外线发射管的输入端，所述单片机U1的第一I/O端口的第四引脚连接所述红外线接收传感器的输出端，所述单片机U1的第一I/O端口的第一引脚以及所述单片机U1的第一I/O端口的第二引脚连接所述显示电路的输入端包括的位选端，所述单片机U1的第三I/O端口连接所述显示电路的输入端包括的段选端，所述单片机U1的第二I/O端口的第一引脚连接所述LED灯的输入端，所述开关S2一端连接所述单片机U1的第二I/O端口的第八引脚，所述开关S3一端连接所述单片机U1的第二I/O端口的第七引脚，所述开关S2另一端连接所述开关S3另一端并用于接地，所述单片机U1的两个电源端相连并用于连接直流电源正极，所述单片机U1的两个接地端相连并用于接地。

其中，所述显示电路包括数码管U2；

所述数码管U2的位选端的第一引脚连接所述单片机U1的第一I/O端口的第一引脚，所述数码管U2的位选端的第二引脚连接所述单片机U1的第一I/O端口的第二引脚，所述数码管U2的段选端连接所述单片机U1的第三I/O端口。

其中，所述单片机U1的型号是ATMEGA16。

其中，所述红外线接收传感器的型号是IRM138。

其中，所述红外线发射管的型号是L3IR3。

其中，所述数码管U2的型号是7SEG。

相应地，本发明实施例还提供了一种测距手电装置，包括上述所述的测距手电电路和电源。

本发明实施例中，控制电路向红外线发射管输出高电平信号后，红外线发射管向目标物发射红外线信号，之后，红外线接收传感器接收目标物反射的红外线信号并对接收到的红外线信号进行光电转换，控制电路接收红外线接收传感器进行光电转换后的低电平信号，并根据输出高电平信号与接收低电平信号的时间差计算出测距手电电路到目标物的距离，并通过A/D转换将计算出的距离显示在显示电路上，此外，控制电路可以通过脉冲宽度调制PWM技术对LED灯进行调光。实施本发明实施例可以提供一种既能够实现智能照明功能又能够利用红外线测量电路到目标物距离的多功能手电电路以及装置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种测距手电电路的结构图；

图2是本发明实施例提供的另一种测距手电电路的结构图；

图3是本发明实施例提供的又一种测距手电电路的结构图；

图4是本发明实施例提供的一种测距手电装置的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1，图1是本发明实施例提供的一种测距手电电路的结构图。如图1所示，该测距手电电路100包括：

控制电路101、红外线发射管102、红外线接收传感器103、显示电路104和LED灯105，其中：

控制电路101的第一输出端连接红外线发射管102的输入端，控制电路101的第一输入端连接红外线接收传感器103的输出端，控制电路101的第二输出端连接显示电路104的输入端，控制电路101的第三输出端连接LED灯105的输入端，控制电路101的第二输入端用于连接直流电源。

本发明实施例中，控制电路101用于向红外线发射管102输出第一电信号，红外线发射管102用于根据第一电信号向目标物发射红外线信号；红外线接收传感器103用于接收目标物反射的红外线信号，并对接收的红外线信号进行光电转换，以生成第二电信号，并向控制电路101发送第二电信号；控制电路101还用于根据输出第一电信号的输出时间与接收第二电信号的接收时间的时间差计算出测距手电电路100与目标物之间的距离；控制电路101还用于根据距离向显示电路104输出第三电信号；显示电路104用于根据第三电信号输出用于表述距离的显示信息；控制电路101还用于向LED灯105输出第四电信号。

本发明实施例中，上述的输入端和输出端可以是一个或多个引脚，或者可以是一个或多个端口。

可见，实施本发明实施例可以提供一种既可以实现照明功能又可以利用红外线测量电路到目标物距离的电路，且电路结构简单易实现。

请参见图2，图2是本发明实施例提供的另一种测距手电电路的结构图。如图2所示，该电路200包括控制电路201、显示电路202、红外线发射管D2、红外线接收传感器U3以及LED灯D1。

作为一种可选的实施方式，控制电路201可以包括单片机U1、开关S2和开关S3。

本发明实施例中，单片机U1有先进的指令集，使用不同的指令可以实现不同的功能，根据相应的指令或程序实现单片机U1对整个电路的控制功能。

进一步可选的，显示电路202可以包括数码管U2。本发明实施例中，使用数码管U2可以比较精确的显示测到的电路到目标物的距离。

其中，单片机U1的第一I/O端口PA的第三引脚PA2连接红外线发射管D2的阳极，红外线发射管D2的阴极用于接地，单片机U1的第一I/O端口PA的第四引脚PA3连接红外线接收传感器U3的输出端1，红外线接收传感器U3的接地端2用于接地，红外线接收传感器U3的电源端3用于连接直流电源正极，单片机U1的第一I/O端口PA的第一引脚PA0连接数码管U2的位选端A的第一引脚A1，单片机U1的第一I/O端口PA的第二引脚PA1连接数码管U2的位选端A的第二引脚A2，单片机U1的第三I/O端口PC（PC0、PC1、…、PC7）连接数码管U2的段选端（a、b、c、d、e、f、g以及DP），单片机U1的第二I/O端口PB的第一引脚PB0连接LED灯D1的阳极，LED灯D1的阴极用于接地，开关S2一端连接单片机U1的第二I/O端口PB的第八引脚PB7，开关S3一端连接单片机U1的第二I/O端口PB的第七引脚PB6，开关S2另一端连接开关S3另一端并用于接地，单片机U1的两个电源端VCC以及AVCC相连并用于连接直流电源正极，单片机U1的两个接地端相连并用于接地。

可选的，单片机U1的型号是ATMEGA16。

可选的，红外线接收传感器的型号是IRM138。

可选的，红外线发射管的型号是L3IR3。

可选的，数码管U2的型号是7SEG。

可见，实施本发明实施例可以提供一种既可以实现照明功能又可以利用红外线测量电路到目标物距离的电路，且电路结构简单易实现。

请参见图3，图3是本发明实施例提供的又一种测距手电电路的结构图。如图3所示，该电路300可以包括控制电路301、显示电路302、红外线发射管D2、红外线接收传感器U3以及LED灯D1。

作为一种可选的实施方式，控制电路301可以包括单片机U1、开关S2和开关S3，控制电路301还可以进一步包括开关S1、限流电阻R1、滤波电容C1、滤波电容C2、滤波电容C3、滤波电容C4、晶振Y1和滤波电容C5，其中限流电阻R1、滤波电容C3、滤波电容C4和开关S1可以组成复位电路；滤波电容C1、晶振Y1和滤波电容C2可以组成晶振电路。

本发明实施例中，复位电路可以通过开关S1实现对单片机U1的复位，防止CPU发出错误指令或执行错误操作，同时也能够提高整个电路的可靠性；晶振电路向单片机U1提供工作信号脉冲，同时也提高了整个电路的可靠性。

进一步可选的，显示电路302可以包括数码管U2。

本发明实施例中，使用数码管U2可以比较精确的显示测到的电路到目标物的距离。

进一步可选的，电路300还可以包括限流电阻R2、偏置电阻R3、三极管Q2和三极管Q1。

本发明实施例中，三极管Q1和三极管Q2作为开关管，起驱动作用，能够使红外线发射管D2和LED灯D1更加稳定的工作。

其中，单片机U1的第一I/O端口PA的第三引脚PA2连接限流电阻R2一端，限流电阻R2另一端连接偏置电阻R3一端以及三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极连接红外线发射管D2的阳极，三极管Q2的集电极用于连接直流电源正极，红外线发射管D2的阴极以及偏置电阻R3另一端用于接地。

单片机U1的第一I/O端口PA的第四引脚PA3连接红外线接收传感器U3的输出端1，红外线接收传感器U3的接地端2用于接地，红外线接收传感器U3的电源端3用于连接直流电源正极。

单片机U1的第一I/O端口PA的第一引脚PA0连接数码管U2的位选端A的第一引脚A1，单片机U1的第一I/O端口PA的第二引脚PA1连接数码管U2的位选端A的第二引脚A2，单片机U1的第三I/O端口PC（PC0、PC1、…、PC7）连接数码管U2的段选端（a、b、c、d、e、f、g以及DP）。

单片机U1的第二I/O端口PB的第一引脚PB0连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极连接LED灯的阳极，三极管Q1的集电极用于连接直流电源正极，LED灯的阴极用于接地。

开关S2一端连接单片机U1的第二I/O端口PB的第八引脚PB7，开关S3一端连接单片机U1的第二I/O端口PB的第七引脚PB6，开关S2另一端连接开关S3另一端并用于接地，单片机U1的两个电源端VCC以及AVCC相连并用于连接直流电源正极。

滤波电容C3并联连接滤波电容C4以及开关S1，滤波电容C3一端连接限流电阻R1一端以及单片机U1的复位端RESET，滤波电容C3另一端用于接地，限流电阻R1另一端用于连接直流电源正极，晶振Y1一端1连接滤波电容C2一端以及单片机U1的反向振荡放大器的输出端XTAL2，单片机U1的反向振荡放大器与片内时钟操作电路的输入端XTAL1连接晶振Y1另一端2以及滤波电容C1一端，滤波电容C1另一端连接滤波电容C2另一端并用于接地，滤波电容C5一端连接单片机U1的模拟基准输入端AREF，滤波电容C5另一端连接单片机U1的接地端GND并用于接地。

可选的，单片机U1的型号是ATMEGA16。

可选的，红外线接收传感器的型号是IRM138。

可选的，红外线发射管的型号是L3IR3。

可选的，数码管U2的型号是7SEG。

下面结合图3，对本发明实施例提供的测距手电电路的原理进行详细描述。

该测距手电电路正常工作时，按下测距开关S2后，单片机U1的PA2引脚输出高电平，使得作为开关的三极管Q2导通，由直流电源+5V、三极管Q2、红外线发射管D2以及地组成的回路使红外线发射管D2工作，红外线发射管D2向目标物发射红外线，红外线接收传感器U3接收目标物反射的红外线并对接收的红外线进行光电转换，使红外线接收传感器U3的输出端1向单片机U1的PA3引脚输出低电平，单片机U1根据输出高电平与接收低电平的时间差以及单片机U1中预先存储的红外线在相应介质中的传播速度计算出测距手电电路到目标物的距离，并通过A/D转换将计算出的距离显示在数码管U2上，再按一下测距开关S2，单片机U2的PA2引脚输出低电平，测距手电电路的测距功能关闭；当按下LED开关S3时，单片机U1的PB0引脚输出PWM来调节LED灯D1的光强，长按LED开关S3一定的时间，LED灯的光强会变大，再按一下LED开关S3，LED灯D1关闭。

可见，实施本发明实施例既可以实现电路的智能照明功能又可以实现电路的红外线测距功能，且电路结构简单易实现、稳定性高。

请参见图4，图4是本发明实施例提供的一种测距手电装置。如图4所示，该装置400包括电源401和测距手电电路402，其中测距手电电路402包括上述的测距手电电路。

本发明实施例提供的测距手电装置400与上面的测距手电电路的实施例基于同一构思，其带来的有益效果也相同，具体内容请参考测距手电电路的实施例，此处不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：闪存盘、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存取器（Random AccessMemory，RAM）、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的一种测距手电电路和装置进行了详细介绍，本文中应用了具体实例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种测距手电电路，其特征在于，包括：

控制电路、红外线发射管、红外线接收传感器、显示电路和LED灯，其中：

所述控制电路的第一输出端连接所述红外线发射管的输入端，所述控制电路的第一输入端连接所述红外线接收传感器的输出端，所述控制电路的第二输出端连接所述显示电路的输入端，所述控制电路的第三输出端连接所述LED灯的输入端，所述控制电路的第二输入端用于连接直流电源；所述控制电路用于向所述红外线发射管输出第一电信号，所述红外线发射管用于根据所述第一电信号向目标物发射红外线信号；所述红外线接收传感器用于接收所述目标物反射的所述红外线信号，并对接收的所述红外线信号进行光电转换，以生成第二电信号，并向所述控制电路发送所述第二电信号；所述控制电路还用于根据输出所述第一电信号的输出时间与接收所述第二电信号的接收时间的时间差计算出所述测距手电电路与所述目标物之间的距离；所述控制电路还用于根据所述距离向所述显示电路输出第三电信号；所述显示电路用于根据所述第三电信号输出用于表述所述距离的显示信息；所述控制电路还用于向所述LED灯输出第四电信号；

所述控制电路包括单片机U1、开关S2和开关S3，其中：

所述单片机U1的第一I/O端口的第三引脚连接所述红外线发射管的输入端，所述单片机U1的第一I/O端口的第四引脚连接所述红外线接收传感器的输出端，所述单片机U1的第一I/O端口的第一引脚以及所述单片机U1的第一I/O端口的第二引脚连接所述显示电路的输入端包括的位选端，所述单片机U1的第三I/O端口连接所述显示电路的输入端包括的段选端，所述单片机U1的第二I/O端口的第一引脚连接所述LED灯的输入端，所述开关S2一端连接所述单片机U1的第二I/O端口的第八引脚，所述开关S3一端连接所述单片机U1的第二I/O端口的第七引脚，所述开关S2另一端连接所述开关S3另一端并用于接地，所述单片机U1的两个电源端相连并用于连接直流电源正极，所述单片机U1的两个接地端相连并用于接地，所述单片机U1的型号是ATMEGA16。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述显示电路包括数码管U2，其中：

所述数码管U2的位选端的第一引脚连接所述单片机U1的第一I/O端口的第一引脚，所述数码管U2的位选端的第二引脚连接所述单片机U1的第一I/O端口的第二引脚，所述数码管U2的段选端连接所述单片机U1的第三I/O端口。

3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：

限流电阻R2、偏置电阻R3、三极管Q2和三极管Q1，其中：

所述限流电阻R2一端连接所述单片机U1的第一I/O端口的第三引脚，所述限流电阻R2另一端连接所述偏置电阻R3一端以及所述三极管Q2的基极，所述三极管Q2的发射极连接所述红外线发射管的阳极，所述三极管Q2的集电极用于连接直流电源正极，所述红外线发射管的阴极以及所述偏置电阻R3另一端用于接地，所述三极管Q1的基极连接所述单片机U1的第二I/O端口的第一引脚，所述三极管Q1的发射极连接所述LED灯的阳极，所述三极管Q1的集电极用于连接直流电源正极，所述LED灯的阴极用于接地。

4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述控制电路还包括：

限流电阻R1、滤波电容C1、滤波电容C2、滤波电容C3、滤波电容C4、滤波电容C5、晶振Y1和开关S1，其中：

所述滤波电容C3并联连接所述滤波电容C4以及所述开关S1，所述滤波电容C3一端连接所述限流电阻R1一端以及所述单片机U1的复位端，所述滤波电容C3另一端用于接地，所述限流电阻R1另一端用于连接直流电源正极，所述晶振Y1一端连接所述滤波电容C2一端以及所述单片机U1的反向振荡放大器的输出端，所述单片机U1的反向振荡放大器与片内时钟操作电路的输入端连接所述晶振Y1另一端以及所述滤波电容C1一端，所述滤波电容C1另一端连接所述滤波电容C2另一端并用于接地，所述滤波电容C5一端连接所述单片机U1的模拟基准输入端，所述滤波电容C5另一端连接所述单片机U1的接地端并用于接地。

5.如权利要求1～4任一项所述的电路，其特征在于，所述红外线接收传感器的型号是IRM138。

6.如权利要求1～4任一项所述的电路，其特征在于，所述红外线发射管的型号是L3IR3。

7.如权利要求2～4任一项所述的电路，其特征在于，所述数码管U2的型号是7SEG。

8.一种测距手电装置，其特征在于，所述装置包括权利要求1～7任一项所述的电路和电源。