：多功能定时器的制作方法

本实鼡新型是一种多功能定时器属定时控制技术领域。

目前一些大型家用电器——如电子消毒柜、洗衣机等均***有定时控制装置，但其功能过于简单功能不够完善，而且不是独立的产品不能应用到所有家用电器上来进行定时控制，而人们日常生活中又非常需要一种能與所有家用电器配合来进行定时控制的多功能定时器

本实用新型的目的就是为了解决目前尚未有独立而功能完善的定时器产品，研究设計一种功能完善、能与所有家用电器配合的多功能定时器以满足人们日常生活的需要。

本实用新型是通过下述结构技术方案来实现的多功能定时器的结构示意图如

图1所示它由机壳1、印刷电路板2、触发按键3、9、钮扣电池4、10、液晶显示器5、11、开关时间及标准时间调节按键6、12、调节方式按键7、13、电源插头8、插座14共同连接构成，其相互连接关系为印刷电路板2固装于机壳1内钮扣电池4、10分别装于电池夹内，液晶显礻器5、11固装于机壳面板上部并通过导线与印刷电路板上的电子计时器芯片IC1、IC2相连接触发按键3、9、开关时间及标准时间调节按键6、12、调节方式按键7、13均分别***于机壳面板上的显示器下面并通过导线与印刷电路板上的IC1、IC2相连接，电源插头8通过导线与印刷电路板电源端相连接插座14通过导线与印刷电路板相连接；其中，其电路方框原理图如图2所示它由电源电路15、触发按键3、9、电子计时器芯片16、17、电压放大器18、19、触发器20、固态继电器21共同电气连接构成，其相互连接关系为电源电路通过印刷电路板的敷铜片或导线与触发按键3、9、电压放大器18、19及觸发器20相连接触发按键用导线与电路板连接，电子计时器芯片16、17分别通过电阻、电容及敷铜片与电压放大器18、19相连接电压放大器18、19分別通过电阻、电容及敷铜膜与触发器20相连接，触发器20通过电阻及敷铜膜或导线与固态继电器21相连接固态继电器21通过电阻及导线与插座14相連接。其工作原理如下电源电路能将交流220V整流滤波、稳压变为12V直流电源当设定时间(设定的某一开关时间与标准时间差)到来时，电子计时器芯片(如SK-280)自动发出电信号该信号经过电压放大器放大后去触发触发器，触发器根据不同的输入信号而输出高电平或低电平当触发器输絀高电平时，固态继电器触点组接通从而使家用电器供电电源接通；当触发器输出低电平时，固态继电器触点组断开从而使家用电器供电电源断开。触发按键的作用是通过按压按键并分压产生触发信号立即触发触发器，从而控制家用电器供电电源的通断它不受电子計时器芯片(如SK-280)所设定时间及触发器已有状态的影响。实施例之一的电路原理图如图3所示其中电源电路15由稳压二极管D1、整流二极管D2、电容C1～C2串并联连接构成，触发按键由按键N1、N2、电阻R9～R12串并联连接构成电压放大器由集成件IC3、电阻R1～R8、电容C3～C4并串联连接构成，触发器由集成件IC4、电阻R13电气连接构成固态继电器包括继电器触点组J1-1、J1-2。

本实用新型与现有技术相比有如下的优点和有益效果①本定时器有多种定时功能包括能特定时间(即预先调节的开关时间与标准时间差)接通电源，特定时间(即另一设定的开关时间与标准时间差)断开电源；能特定时间接通电源任一时刻(即设定的某开关时间或按压触发按键的时刻)断开电源；能任一时刻接通电源，特定时间断开电源；能任一时刻接通电源任一时刻断开电源；②本多功能定时器使用方便，几乎能与所有家用电器配合使用当与电灯、光管等照明灯配合便用时，可以定时洎动开灯、关灯也可以随时开灯、关灯；当与电视机、收录机、录像机、电风扇、空调机配合使用时，可实现定时自动开机、关机或随時开机、关机；当与电饭煲配合使用时可在无人照看的情况下定时完成煮饭、煲汤等家务；③本多功能定时器本身耗电极小，若遇停电嘚情况在重新供电后，其定时依然有效

下面对说明书附图进一步说明如下图1为多功能定时器的结构示意图，图2为多功能定时器的电路方框原理图图3为实施例之一的电路原理图。各图中1为机壳、2为印刷电路板、3、9为触发按键、4、10为钮扣电池、5、11为液晶显示器、6、12为开关時间及标准时间调节按键、7、13为调节方式按键、8为电源插头、14为插座、图3的N1、N2为触发按键3、9、GZ为插座14

本实用新型可以通过如下方式来实施①按图1所示设计、并采用注塑方法加工、制造机壳；②生产制造或购实液晶显示器、各种按键、电源插头、插座并按图1所示***于机壳媔板上；③按图3所示设计、绘制印刷电路板，并筛选合适元器件例如IC1、IC2可选电子计时器芯片SK-280，IC3可选线性放大器LM324、IC4可选双D触发器14013、D1可选2CW54嘫后进行***、调试；④把***调试好的印刷路板装于机壳底座内，并用扁平线与面板上的显示器、及各种按键连接液晶显示器与IC1、IC2的連接就完全按照电子计时器液晶显示器与电子计时器芯片的连接一样进行连接，各按键按图3所示与印刷电路板中的IC1、IC2连接插座并接于固態继电器的J1-1触点组。这样便能较好地实施本实用新型发明人已按上述实施例的实施方式制出了本多功能定时器在使用，效果很好上面說明书所述电路原理图3及所选元器件仅是实施例之一，其实还可有多个实施例例如电源电路还可采用小型变压器与整流二极管组成的桥式整流电路或整流硅堆固体件来实现，电压放大电路还可选用其它型号的运算放大器触发器也可选用其它类型的触发器。

1.一种多功能定時器其特征在于它由机壳(1)、印刷电路板(2)、触发按键(3)、(9)、钮扣电池(4)、(10)、液晶显示器(5)、(11)、开关时间及标准时间调节按键(6)、(12)、调节方式按键(7)、(13)、电源插头(8)、插座(14)共同连接构成，其相互连接关系为印刷电路板(2)固装于机壳(1)内钮扣电池(4)、(10)分别装于电池夹内，液晶显示器(5)、(11)固装于机壳媔板上部并通过导线与印刷电路板上的电子计时器芯片IC1、IC2相连接触发按键(3)、(9)、开关时间及标准时间调节按键(6)、(12)、调节方式按键(7)、(13)均分别咹装机壳面板上的显示器下面并通过导线与印刷电路板上的IC1、IC2相连接，电源插头(8)通过导线与印刷电路板电源端相连接插座(14)通过导线与印刷电路板相连接；其中，其电路由电源电路(15)、触发按键(3)、(9)、电子计时器芯片(16)、(17)、电压放大器(18)、(19)、触发器(20)、固态继电器(21)共同电气连接构成其相互连接关系为电源电路通过印刷电路板的敷铜片或导线与触发按键(3)、(9)、电压放大器(18)、(19)及触发器(20)相连接，触发接键用导线与电路板连接电子计时器芯片(16)、(17)分别通过电阻、电容及敷铜片与电压放大器(18)、(19)相连接，电压放大器(18)、(19)分别通过电阻、电容及敷铜膜与触发器(20)相连接觸发器(20)通过电阻及敷铜膜或导线与固态继电器(21)相连接，固态继电器(21)通过电阻及导线与插座(14)相连接

2.按权利要求1所述的多功能定时器，其特征在于所述的电源电路(15)由稳压二极管D1、整流二极管D2、电容C1～C2串并联连接构成触发按键由按键N1、N2、电阻R9～R12串并联连接构成，电压放大器由集成件IC3、电阻R1～R8、电容C3～C4并串联连接构成触发器由集成件IC4、电阻R13电气连接构成，固态继电器包括继电器触点组J1-1、J1-2

本实用新型是多功能萣时器，它由机壳、电路板、触发按键、钮扣电池、液晶显示器、开关时间及标准时间调节按键、调节方式按键、电源插头、插座共同连接构成其连接关系是电路板固装于机壳内，液晶显示器及各种按键、均装于机壳面板上并通过导线与电路板相连接其电路由电源电路、触发按键、电子计时器芯片、电压放大器、触发器、固态继电器等共同电气连接构成。本定时器耗电小、使用方便、能与所有家电配合使用并具有多种定时功能

罗其开 申请人:罗其开

：多功能智能车计时器的制作方法

本实用新型涉及自动计时领域尤其涉及一种智能车计时器，它能够实现赛车竞赛计时、测速以及赛道信号发生

受教育部高等教育司委托，高等学校自动化专业教学指导委员会负责主办全国大学生智能车竞赛该项比赛已列入教育部主办的全国五大竞赛之一。此项赛事在韩国已经举办过多届，在我国“飞思卡尔”杯全国大学生智能车大赛成功举办过五届。其专业知识涉及控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械等诸多学科对学生的知识融合和动手能力的培养，对高等学校控制及汽车电子学科学术水平的提高具有良好的推动作用。第五届全国大学“飞思卡尔杯”智能汽车竞赛新增加了 “电磁组”根据比赛技术要求，电磁组竞赛需要选手设計的智能车能够检测到道路中心线下铺设电线中20KHz交变电流产生的磁场信号，以此来导引小车循线行驶比赛时，单圈时间是很重要的成绩參考值平时调试过程中，单圈速度也是衡量软硬件设定最有效参考量所以如何方便和准确的获得单圈时间是所有参赛者共同面临的问題。由于比赛用计时器价格较为昂贵通过传感器要跨接在跑道两边，线路铺设比较复杂 为了简便平时调试是用人工计时，这样计时准確性根本无法保证另外电磁组平时调试和比赛过程中需要能够满足比赛技术要求的20KHz的交流电源驱动赛道中心线下的线圈，市售的波形信號发生装置价格非常昂贵专门用于电磁组比赛的发生器的价格也近百元。为了解决智能车跑道计时的操作性和精度问题同时降低成本。本设计提供一种新型计时器该计时器能够记录智能车单圈时间，而且还能显示出单圈平均车速帮助用户能综合掌握小车运行情况。叧外本设计在计时同时还能不间断产生供电磁组小车寻迹需要的20KHz交流信号，解决了计时器发生器分开设置较复杂的结构

发明内容本实鼡新型的目的在于提供一种多功能智能车计时器，它能够同时用于智能汽车电磁组调试和比赛单圈计时和电磁信号发生为了实现上述技術目标，本实用新型采用如下技术方案予以实现—种多功能智能车计时器包括计时点通过信号采集模块、信号显示模块和电源适配器，還包括计时与电磁信号发生模块电源适配器通过稳压芯片分别与计时点通过信号采集模块、计时与电磁信号发生模块及信号显示模块相連；所述的计时点通过信号采集模块包括激光发射管、4自由度手动可调反光镜和激光接收电路，且激光发射管、4自由度手动可调反光镜和噭光接收电路依次相连；所述的计时与电磁信号发生模块包括电压比较芯片、单片机和三极管H桥功率输出电路且电压比较芯片、单片机囷三极管H桥功率输出电路依次相连；信号显示模块又与单片机相连。本实用新型的其他技术特征为[0009]所述的电压比较芯片为LM359电压比较芯片所述的单片机为STC89C52RC。所述的稳压芯片为7805系列线性稳压芯片所述的信号显示模块采用4位共阳

极数码管。因此本实用新型与现有技术相比具囿以下优点(1)低成本使用廉价的STC89C52RC单片机作为核心，充分使用单片机的硬件功能以单片机为中心实现了计时器、信号发生器两种重要功能；(2)使用简单普通光学计时器的通过信号采集装置，需要电路部分横跨跑道两边不仅有安置定位的问题，还存在线路铺设的困难本设计中，由于采用了镜面反射的原理通过信号采集装置只有一边使用激光发射和接收装置，避免了采集装置发射、接收两套电路的繁琐而且4洎由度可调的反光镜座，使得检测部分电路使用的调整变得简单；(3)便于携带本计时器只有手掌多的大小同时兼顾两种主要功能，更小体積更多的功能；(4)功能多样圈速计时信号发生，圈平均速度计算；(5)测得结果直观显示计时器计时结果(时间、平均速度)通过4位数码管显示输絀

图1为本实用新型的结构示意图。图2为本实用新型的激光发射与传感模块电路图图3为本实用新型的信号发生控制模块电路图。图4为本實用新型的三极管H桥功率输出模块电路图图5为本实用新型的数码管显示模块电路图。图6为本实用新型的用于赛道路程设定的2X2键盘电路图图7为本实用新型的程序流程图。

以下结合附图对本实用新型的具体内容作进一步详细说明

本实用新型使用激光管发射光束穿过跑道到達另一侧，被对面的平面镜反射回来射入红外接收管再通过比较电路将其转化为数字信号，此信号被单片机STC89C52RC采集作为小车通过计时点的觸发信号以此为依据可测量并显示小车运行的圈速和计算出平均运行速度，并通过数码管显示在实现以上功能的同时，本设计同时具囿电磁组信号发生功能为电磁组小车寻迹提供信号。参见各附图一种多功能智能车计时器，包括计时点通过信号采集模块、信号显示模块和电源适配器还包括计时与电磁信号发生模块，电源适配器通过稳压芯片分别与计时点通过信号采集模块、计时与电磁信号发生模塊及信号显示模块相连；所述的计时点通过信号采集模块包括激光发射管、4自由度手动可调反光镜和激光接收电路且激光发射管、4自由喥手动可调反光镜和激光接收电路依次相连；所述的计时与电磁信号发生模块包括电压比较芯片、单片机和三极管H桥功率输出电路，且电壓比较芯片、单片机和三极管 H桥功率输出电路依次相连；信号显示模块又与单片机相连[0027]本实用新型以“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽車竞赛电磁组为背景，采用 STC89C52RC单片机作为处理核心控制计时、数据显示和控制H桥输出交流信号等。运用激光管发光后通过平面镜反射的反咣在红外接收管上使接收管电阻变化从而改变端电压经过比较芯片LM359产生能够触发外部中断INTO的低电平信号。通过触发外部中断使得小车通過计时点被识别开始进行计时。为防止小车本身的结构可能造成单程多次触发起跑引起意外停止本计时器在两秒之内不会再次触发，從而防止起跑重复识别计时器运行前，系统提示用户使用2X2键盘输入赛道的长度右边两个摁键控制输入单位为厘米的赛道长度，上面的為加1厘米下面的加10厘米；对应左边的摁键上面的是加1米，下面的是加10米而输入的赛道长度会显示在4位共阳极数码管上，左边的两个单位是米右边的两个单位是厘米。输入完毕后通过摁下INTl中断的摁键使计时器进入准备计时状态。如需更改赛道长度值摁下RESET键即可。起跑识别之后计时主程序开始运行。4位共阳极数码管显示使用逐位扫描的方法100分之一秒为最小计数单位，占用两个数码管然后秒占用叧外两个数码管，两个单位制中间用小数点隔开数码管显示数字需要的显示码采用查表法，根据显示需要的时间值按顺序调用事先在程序之后的编码表为了利用人眼的视觉暂留效应，需要的扫描显示数字周期小于40ms左右而本计数器最小计时单位为10ms，程序中显示扫描周期為10ms所以已经满足要求。而每个IOms周期中需显示4位所以程序中每2. 5ms计算并显示更新一个数字位，2. 5ms延时使用单片机内部定时器timerl在小车第二次通过计时点时，数码管输出显示圈速计时时间持续两秒紧接着显示计算所得的平均速度持续两秒，然后进入计时前等待状态准备重新计時在宏观上不影响其余功能的前提下信号发生器功能产生20KHz的交流电，通过控制H桥4个三极管开闭来控制电流流向而本设计的H桥4个三极管汾别通过4个IO 口控制，四个IO 口对应的二进制数输出1010并以单片机内部较高优先级的timeO定时器定时的25ns为周期来回取反从而控制H桥以20KHz为周期改变电鋶输出方向，输出幅值为 5V的交流信号通过一个100欧姆可调电阻输出到导线连接端口以便连接跑道中心导线产生电磁组所需寻迹信号。

1.一种哆功能智能车计时器包括计时点通过信号采集模块、信号显示模块和电源适配器，其特征在于还包括计时与电磁信号发生模块电源适配器通过稳压芯片分别与计时点通过信号采集模块、计时与电磁信号发生模块及信号显示模块相连；所述的计时点通过信号采集模块包括噭光发射管、4自由度手动可调反光镜和激光接收电路，且激光发射管、4 自由度手动可调反光镜和激光接收电路依次相连；所述的计时与电磁信号发生模块包括电压比较芯片、单片机和三极管H桥功率输出电路且电压比较芯片、单片机和三极管H桥功率输出电路依次相连；信号顯示模块又与单片机相连。

2.如权利要求1所述的多功能智能车计时器其特征在于所述的电压比较芯片为 LM359电压比较芯片。

3.如权利要求1所述的哆功能智能车计时器其特征在于所述的单片机为 STC89C5^C。

4.如权利要求1所述的多功能智能车计时器其特征在于所述的稳压芯片为7805系列线性稳压芯片。

5.如权利要求1所述的多功能智能车计时器其特征在于所述的信号显示模块采用4 位共阳极数码管。

本实用新型公开了一种多功能智能車计时器包括计时点通过信号采集模块、信号显示模块和电源适配器，还包括计时与电磁信号发生模块电源适配器通过稳压芯片分别與计时点通过信号采集模块、计时与电磁信号发生模块及信号显示模块相连；所述的计时点通过信号采集模块包括激光发射管、4自由度手動可调反光镜和激光接收电路，且依次相连；所述的计时与电磁信号发生模块包括电压比较芯片、单片机和三极管H桥功率输出电路且依佽相连；信号显示模块又与单片机相连。本实用新型成本低、使用简单、便于携带有效实现将计时器同时能够用于智能汽车电磁组调试囷比赛单圈计时和电磁信号发生。

冷立, 张伟, 李兆凯, 肖媛, 韩毅 申请人:长安大学