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  • 专利说明
  • 权利要求
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  • 法律状态
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    • 专利摘要:
    本实用新型提供了一种交直流一体式累计数器，包括：输入回路（用于接收外部的有源电压信号或无源开关信号，通过处理变成累计数回路可识别的电平信号，触发累计数回路进行计数或复位动作）、计数频率设置回路（用于提供不同的计数频率供用户选择）、累计数回路（根据计数频率设置回路的设定值设定计数频率，在接收到输入回路的计数或复位信号后进行累计数或复位动作）、显示回路（用于显示实时工作状态）和电源回路（用于供电）。本实用新型的累计数器能够实现有源输入和无源输入的切换，很好的做到了电子元器件和线路板的通用性，能够节省生产厂商的人工及物料费用，提高生产效率。
    公开号:CN214335033U
    申请号:CN202120137693.4U
    申请日:2021-01-19
    公开日:2021-10-01
    发明作者:夏玉果；赵涛
    申请人:Jiangsu Vocational College of Information Technology；
    IPC主号:G01R1-30
    专利说明:
    [n0001] 本实用新型属于电子式累加计数器领域，具体涉及一种交直流一体式累计数器。
    [n0002] 电子式累加计数器主要由低功耗集成电路、内置锂电池、8位高亮LED显示、外壳和接线座等构成，具有显示清晰、体积小巧、无机械磨损、寿命长等特点。
    [n0003] 电子式累加计数器广泛应用于产量计数、流量计数、自动包装机械、转速、长度、冲压次数计数等所有需要计数的场合，并可用于二次仪表组成显示仪器。
    [n0004] 现在各大厂商生产的电子式累加计数器主要分为有源输入型和无源输入型，其内部低功耗模块采用专用的集成电路，两种产品需要设计不同的线路板和采用不同的元器件来分别实现，这样必然降低了生产效率和电子元器件、组件板的通用性，增加了生产成本和组装难度。因此对电子式累加计数器进行重新设计具有重要的实用意义和商业价值。
    [n0005] 本实用新型的目的在于提供一种交直流一体式累计数器，能够实现有源输入和无源输入的切换，很好的做到了电子元器件和线路板的通用性，能够节省生产厂商的人工及物料费用，提高生产效率。
    [n0006] 为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
    [n0007] 一种交直流一体式累计数器，包括：
    [n0008] 输入回路，用于接收外部的有源电压信号或无源开关信号，通过处理变成累计数回路可识别的电平信号，触发累计数回路进行计数或复位动作；
    [n0009] 计数频率设置回路，用于提供不同的计数频率供用户选择；
    [n0010] 累计数回路，先根据计数频率设置回路的设定值设定计数频率，然后在接收到输入回路的计数或复位信号后进行累计数或复位动作；
    [n0011] 显示回路，用于显示实时工作状态；
    [n0012] 电源回路，用于为输入回路、计数频率设置回路、累计数回路和显示回路供电。
    [n0013] 所述输入回路分为有源输入和无源输入，有源输入以交流或直流电压信号触发累计数回路进行计数或复位；无源输入以无源开关信号触发累计数回路进行计数或复位。
    [n0014] 所述无源开关信号包括触点开关、光电开关和机械开关信号。
    [n0015] 所述有源输入和无源输入通过两位拨动开关S1和S2进行切换；
    [n0016] 有源输入：拨动开关S1的1和2、5和4接通时，累计数输入信号为交流或直流电压，输入电压经过电阻R1、R3、R4降压后由全波整流桥D1进行整流，再经电阻R7、R9和电解电容C1进行二次降压和滤波为5V直流电压来驱动光耦T1开通，光耦T1的输出端与电阻R11、R16、电池B1组成电路回路，输出2V以下电压作为单片机进行累计数的低电平触发信号，电容C3为累计数输入信号的滤波电容；拨动开关S2的1和2、5和4接通时，复位输入信号为交流或直流电压，输入电压经过电阻R2、R5、R6降压后由全波整流桥D2进行整流，再经电阻R8、R10和电解电容C2进行二次降压和滤波，输出5V直流电压来驱动光耦T2开通，光耦T2的输出端与电阻R12、R17、电池B1组成电路回路，输出2V以下电压作为单片机进行复位的低电平触发信号，电容C4为复位输入信号的滤波电容；
    [n0017] 无源输入：拨动开关S1的1和3、5和6接通时，累计数输入信号为无源开关信号，与电阻R13、R16、电池B1组成电路回路，输出2V以下电压作为单片机进行累计数的低电平触发信号，电容C3为累计数输入信号的滤波电容；拨动开关S2的1和3、5和6接通时，复位输入信号为无源开关信号，与电阻R14、R17、电池B1组成电路回路，输出2V以下电压作为单片机复位的低电平触发信号，电容C4为复位输入信号的滤波电容。
    [n0018] 所述计数频率设置回路有300Hz高频和20Hz低频两种计数频率供用户选择。
    [n0019] 所述累计数回路包括单片机IC1和外部时钟；电阻R19连到单片机IC1的Xout和Xin端口，组成主震荡电路；电阻R20、晶振ZT1、电容C5、C6连到单片机IC1的XTout和XTin端口，组成二级震荡电路；端口P0.2根据读取到的外部不同电平值来设定计数频率；端口P1.0读取到外部的低电平时，触发累计数回路进行计数；端口P1.1读取到外部的低电平时，触发累计数回路进行清零；按钮开关AN1和电阻R18连到单片机IC1的 P1.2端口，当按钮开关AN1接通时，P1.2端口接收到低电平信号，交直流一体式累计数器进入低功耗休眠状态；按钮开关AN2、电容C7、二极管D3、电阻R21和R22连到单片机IC1的RESET端口，当按钮开关AN2接通时，RESET端口接收到低电平信号，交直流一体式累计数器从低功耗休眠状态转换为正常待机状态。
    [n0020] 所述电源回路由内置纽扣式电池和单片机构成。
    [n0021] 所述显示回路通过8位高清LCD显示当前计数、清零状态。
    [n0022] 相对于现有技术，本实用新型的有益效果为：
    [n0023] 本实用新型提供的交直流一体式累计数器（以下简称累计数器）是交、直流输入源一体的累加计数器，该累计数器包括输入回路、计数频率设置回路、累计数回路、显示回路和电源回路，其中输入回路用于接收外部的有源电压信号或无源开关信号，触发累计数回路进行计数或复位动作；计数频率设置回路用于提供不同的计数频率供用户选择；即该累计数器通过输入回路能够实现累计数器输入源的有源输入和无源输入的切换，通过计数频率设置回路可实现计数频率的转换，很好的做到了电子元器件和线路板的通用性，能够大大节省生产厂商的人工及物料费用，提高生产效率。
    [n0024] 进一步的，本实用新型提供的交直流一体式累计数器，通过两位拨动开关可直接实现累计数器输入源的切换；通过一位拨动开关可实现累计数频率的转换，提高了电子元器件、线路板的通用性和生产效率，节省了生产厂商的人工及物料费用；电源回路采用内置可更换纽扣式锂电池，能保证正常工作5-7年，无需外接电源，能保证产品长时间可靠的运行，增加了累计数器的利用率；通过休眠和唤醒按钮开关，用户可以在长时间不使用累计数器的时候使机器进入低功耗休眠状态，在需要累计数器工作时唤醒机器，大大增加了累计数器的电池使用寿命和机器使用寿命；该累计数器的低功耗模块由单片机实现，且外围元器件少，提高了该累计数器的稳定性和可靠性。
    [n0025] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型中记载的一些实施例，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。
    [n0026] 图1为本实用新型提供的交直流一体式累计数器的模块示意图；
    [n0027] 图2为本实用新型的交直流一体式累计数器的电路原理图；
    [n0028] 图3为本实用新型的交直流一体式累计数器中输入回路、计数频率设置回路、累计数回路、电源回路的电路原理图；
    [n0029] 图4为本实用新型的交直流一体式累计数器中显示回路的电路原理图；
    [n0030] 图5为本实用新型的交直流一体式累计数器的工作程序流程图。
    [n0031] 图6为本实用新型的交直流一体式累计数器的休眠中断处理子程序流程图；
    [n0032] 图7为本实用新型的交直流一体式累计数器的唤醒中断处理子程序流程图；
    [n0033] 图8为本实用新型的交直流一体式累计数器的外形示意图。
    [n0034] 其中：1为外壳，2为显示单元，3、4为设置单元。
    [n0035] 为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
    [n0036] 如图1所示，本实用新型提供的交直流一体式累计数器主要包括输入回路、计数频率设置回路、累计数回路、电源回路、显示回路。其中：
    [n0037] 输入回路主要是接收外部的有源电压信号或无源开关信号，通过处理变成累计数回路可识别的电平信号，从而触发累计数回路的计数或复位动作。输入回路分为有源输入和无源输入：有源输入以交流或直流电压信号触发该累计数器进行计数或复位；无源输入以触点开关、光电开关、机械开关等无源开关信号触发该累计数器进行计数或复位。
    [n0038] 计数频率设置回路通过一组拨动开关的不同设定值来设定累计数器的不同计数频率，该累计数器一共有高频和低频两种计数频率可供用户选择，用户可以根据实际的使用需求来选择合适的计数频率。
    [n0039] 累计数回路由单片机、外部时钟和其它电子元器件组成。累计数器上电后该回路先根据计数频率设置回路的设定值来设定对应的计数频率，当接收到输入回路的计数或复位信号后累计数器进行累计数或复位动作。
    [n0040] 电源回路由内置3V 950mA纽扣式电池和单片机构成，为其它回路供电，因此不需外部供电，且纽扣电池可更换，大大增加了该累计数器的利用率。
    [n0041] 显示回路将累计数器当前的计数、清零等状态通过8位高清LCD显示出来，方便用户了解累计数器的实时工作状态。
    [n0042] 如图2、图3所示，输入回路分无源输入和有源输入，通过两位拨动开关S1和S2进行切换。
    [n0043] 有源输入：拨动开关S1的1和2、5和4接通时，累计数输入信号为交流或直流电压，输入电压经过电阻R1、R3、R4降压后由全波整流桥D1进行整流，再经电阻R7、R9和电解电容C1进行二次降压和滤波为5V直流电压来驱动光耦T1开通，光耦T1的输出端与电阻R11、累计数回路中的电阻R16、电源回路中的纽扣式电池B1组成电路回路，输出2V以下电压作为单片机进行累计数的低电平触发信号，电容C3为累计数输入信号的滤波电容；拨动开关S2的1和2、5和4接通时，复位输入信号为交流或直流电压，输入电压经过电阻R2、R5、R6降压后由全波整流桥D2进行整流，再经电阻R8、R10和电解电容C2进行二次降压和滤波，输出5V直流电压来驱动光耦T2开通，光耦T2的输出端与电阻R12、累计数回路中的电阻R17、电源回路中的纽扣式电池B1组成电路回路，输出2V以下电压作为单片机进行复位的低电平触发信号，电容C4为复位输入信号的滤波电容。
    [n0044] 无源输入：拨动开关S1的1和3、5和6接通时，累计数输入信号为触点开关、光电开关、机械开关等无源开关信号，与电阻R13、累计数回路中的电阻R16、电源回路中的纽扣式电池B1组成电路回路，输出2V以下电压作为单片机进行累计数的低电平触发信号，电容C3为累计数输入信号的滤波电容；拨动开关S2的1和3、5和6接通时，复位输入信号为触点开关、光电开关、机械开关等无源开关信号，与电阻R14、累计数回路中的电阻R17、电源回路中的纽扣式电池B1组成电路回路，输出2V以下电压作为单片机复位的低电平触发信号，电容C4为复位输入信号的滤波电容。
    [n0045] 计数频率设置回路由拨动开关K1和累计数回路中的单片机IC1组成，当拨码开关K1的1和3接通时，单片机IC1的P0.2端口接收到低电平信号，此时累计数器的工作方式为低速计数，频率为20Hz；当拨码开关K1的1和2接通时，单片机IC1的P0.2端口接收到高电平信号，此时累计数器的工作方式为高速计数，频率为300Hz。
    [n0046] 累计数回路由单片机IC1、外部时钟和其它电子元器件组成。电阻R19连到单片机IC1的Xout和Xin端口，组成主震荡电路。电阻R20、晶振ZT1、电容C5、C6连到单片机IC1的XTout和XTin端口，组成二级震荡电路。端口P0.2根据读取到的外部不同电平值来设定计数频率。端口P1.0读取到外部的低电平时，触发累计数回路进行计数。端口P1.1读取到外部的低电平时，触发累计数回路进行清零。按钮开关AN1和电阻R18连到单片机IC1的 P1.2端口，当按钮开关AN1接通时，P1.2端口接收到低电平信号，累计数器进入低功耗休眠状态，液晶显示LCD1关闭。按钮开关AN2、电容C7、二极管D3、电阻R21和R22连到单片机IC1的RESET端口，当按钮开关AN2接通时，RESET端口接收到低电平信号，累计数器从低功耗休眠状态转换为正常待机状态，液晶显示LCD1开启。
    [n0047] 电源回路主要由内置3V 950mA纽扣式电池B1和单片机IC1组成，为其它回路的工作进行供电。
    [n0048] 如图2、图4所示，显示回路由8位高清液晶显示LCD1和累计数回路中的单片机IC1组成。LCD1为一个4×16段的LCD，1/4占空比，1/3偏压比，LCD1的C1~C4连到单片机IC1的COM1~COM4端口，作为LCD1的公共端。LCD1的S0~S15连到单片机IC1的SEG0~SEG15端口，作为LCD的扫描端。通过COM与SEG的组合，点亮不同的LCD显示段，将累计数器实时的工作状态显示给用户。
    [n0049] 单片机IC1的工作程序流程参见图5所示；休眠中断子程序的流程参见图6所示；唤醒中断子程序的流程参见图7所示。
    [n0050] 如图8所示，本实用新型提供的交直流一体式累计数器的外形为矩形，外壳1由ABS塑料制成，显示单元2、设置单元3、4在外壳1的端面上。显示单元2采用8位高清液晶显示，实时显示累计数器当前的工作状态。设置单元3为三位拨动开关，用户可以通过设置拨动开关S1和S2来设置累计数器的输入源类型，S挡位为有源输入型；N挡位为无源输入型；通过设置拨动开关K1来设置累计数器的计数频率。设置单元4为两位按钮开关，用户按下休眠按钮开关，累计数器进入低功耗休眠状态，液晶显示LCD1关闭；用户按下唤醒按钮开关，累计数器进入正常待机状态，液晶显示LCD1开启。
    [n0051] 本实用新型提供的交直流一体式累计数器能够通过设定对应的拨码开关来实现不同输入源种类、规格和计数频率，提高了电子元器件、线路板的通用性和生产效率，节省了生产厂商的人工及物料费用；电源回路采用内置可更换纽扣电池，能保证产品长时间可靠的运行，增加了累计数器的利用率；通过休眠和唤醒按钮开关，用户可以在长时间不使用累计数器的时候使机器进入低功耗休眠状态，在需要累计数器工作时唤醒机器，大大增加了累计数器的电池使用寿命和机器使用寿命；内部计数芯片采用低功耗单片机实现，且外围元器件少，提高了该累计数器的稳定性和可靠性。
    [n0052] 以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
    权利要求:
    Claims (8)
    [0001] 1.一种交直流一体式累计数器，其特征在于，包括：
    输入回路，用于接收外部的有源电压信号或无源开关信号，通过处理变成累计数回路可识别的电平信号，触发累计数回路进行计数或复位动作；
    计数频率设置回路，用于提供不同的计数频率供用户选择；
    累计数回路，先根据计数频率设置回路的设定值设定计数频率，然后在接收到输入回路的计数或复位信号后进行累计数或复位动作；
    显示回路，用于显示实时工作状态；
    电源回路，用于为输入回路、计数频率设置回路、累计数回路和显示回路供电。
    [0002] 2.根据权利要求1所述的交直流一体式累计数器，其特征在于：所述输入回路分为有源输入和无源输入，有源输入以交流或直流电压信号触发累计数回路进行计数或复位；无源输入以无源开关信号触发累计数回路进行计数或复位。
    [0003] 3.根据权利要求2所述的交直流一体式累计数器，其特征在于：所述无源开关信号包括触点开关、光电开关和机械开关信号。
    [0004] 4.根据权利要求2所述的交直流一体式累计数器，其特征在于：所述有源输入和无源输入通过两位拨动开关S1和S2进行切换；
    有源输入：拨动开关S1的1和2、5和4接通时，累计数输入信号为交流或直流电压，输入电压经过电阻R1、R3、R4降压后由全波整流桥D1进行整流，再经电阻R7、R9和电解电容C1进行二次降压和滤波为5V直流电压来驱动光耦T1开通，光耦T1的输出端与电阻R11、R16、电池B1组成电路回路，输出2V以下电压作为单片机进行累计数的低电平触发信号，电容C3为累计数输入信号的滤波电容；拨动开关S2的1和2、5和4接通时，复位输入信号为交流或直流电压，输入电压经过电阻R2、R5、R6降压后由全波整流桥D2进行整流，再经电阻R8、R10和电解电容C2进行二次降压和滤波，输出5V直流电压来驱动光耦T2开通，光耦T2的输出端与电阻R12、R17、电池B1组成电路回路，输出2V以下电压作为单片机进行复位的低电平触发信号，电容C4为复位输入信号的滤波电容；
    无源输入：拨动开关S1的1和3、5和6接通时，累计数输入信号为无源开关信号，与电阻R13、R16、电池B1组成电路回路，输出2V以下电压作为单片机进行累计数的低电平触发信号，电容C3为累计数输入信号的滤波电容；拨动开关S2的1和3、5和6接通时，复位输入信号为无源开关信号，与电阻R14、R17、电池B1组成电路回路，输出2V以下电压作为单片机复位的低电平触发信号，电容C4为复位输入信号的滤波电容。
    [0005] 5.根据权利要求1-4中任意一项所述的交直流一体式累计数器，其特征在于：所述计数频率设置回路有300Hz高频和20Hz低频两种计数频率供用户选择。
    [0006] 6.根据权利要求1-4中任意一项所述的交直流一体式累计数器，其特征在于：所述累计数回路包括单片机IC1和外部时钟；电阻R19连到单片机IC1的Xout和Xin端口，组成主震荡电路；电阻R20、晶振ZT1、电容C5、C6连到单片机IC1的XTout和XTin端口，组成二级震荡电路；端口P0.2根据读取到的外部不同电平值来设定计数频率；端口P1.0读取到外部的低电平时，触发累计数回路进行计数；端口P1.1读取到外部的低电平时，触发累计数回路进行清零；按钮开关AN1和电阻R18连到单片机IC1的 P1.2端口，当按钮开关AN1接通时，P1.2端口接收到低电平信号，交直流一体式累计数器进入低功耗休眠状态；按钮开关AN2、电容C7、二极管D3、电阻R21和R22连到单片机IC1的RESET端口，当按钮开关AN2接通时，RESET端口接收到低电平信号，交直流一体式累计数器从低功耗休眠状态转换为正常待机状态。
    [0007] 7.根据权利要求1-4中任意一项所述的交直流一体式累计数器，其特征在于：所述电源回路由内置纽扣式电池和单片机构成。
    [0008] 8.根据权利要求1-4中任意一项所述的交直流一体式累计数器，其特征在于：所述显示回路通过8位高清LCD显示当前计数、清零状态。
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