專利名稱：基于單片機的電火花計時器系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種基于單片機的電火花計時器系統(tǒng)。
背景技術：
電火花計時器是一種教學實驗用計時儀器，它能夠把物體運動情況定時地記錄在普通紙帶上，電火花計時器配合斜面小車，電火花描跡儀，鉤碼組等實驗儀器，可以做勻速直線運動，勻加速運動，牛頓第二定律，自由落體運動，動能定理，機械能守恒定律等多個物理實驗.其采用高壓脈沖電火花進行計時；由于電火花計時器利用國家電網(wǎng)的電源頻率作為計時基準，也就是采用工頻50Hz作為基準，其每隔0.02s打一次點，通過對相關資料的查詢，工頻供電頻率的變化范圍為±1%，可見其變化范圍較大，由于上述所述的物理試驗均依賴于此作為基準時間值，所以導致上述試驗的結果精度不高，誤差較大。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型針對以上問題的提出，而研制一種精度高、誤差小、實用性強的基于單片機的電火花計時器系統(tǒng)。本實用新型的技術方案是:—種基于單片機的電火花計時器系統(tǒng),包括:電位器Wl、單片機Ul、晶振X1、光稱合器U2、限流電阻R1、二極管Dl、高壓變壓器Tl、電火花打點電路和電源VCC ;所述電位器Wl的兩個固定端分別連接電源VCC的正負極，所述電位器Wl的調(diào)節(jié)端與所述單片機Ul的AD 口的PAO引腳相連接；所述單片機Ul的XTALl引腳和XTAL2引腳之間連接有晶振Xl ；所述單片機Ul的H) 口的PD7引腳連接光耦合器U2具有的發(fā)光二極管陰極；所述光耦合器U2具有的發(fā)光二極管陽極通過限流電阻Rl與二極管Dl的陰極、高壓變壓器Tl原邊線圈的一端、電源VCC正極相連接；所述光耦合器U2具有的光敏三極管的集電極與二極管Dl的陽極、高壓變壓器Tl原邊線圈的另一端相連接；所述光耦合器U2具有的光敏三極管的發(fā)射極連接電源VCC的負極；所述高壓發(fā)生器Tl的副邊線圈連接電火花打點電路的輸入端；進一步地，所述電源VCC的輸出電壓為5V ；進一步地，所述單片機Ul為ATMEGA16-16MI芯片。[0008]由于采用了上述技術方案，本實用新型提供的基于單片機的電火花計時器系統(tǒng)，通過單片機根據(jù)對其AD 口連接的電位器所傳輸過來的模擬量進行AD轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字量調(diào)節(jié)輸出的脈沖信號寬度，該脈沖信號經(jīng)過光耦合器傳輸至高壓變壓器的原邊線圈，通過高壓發(fā)生器在其副邊線圈產(chǎn)生等寬度的高壓脈沖信號輸出至電火花打點電路的輸入端，所述電火花打點電路包括放電針、墨粉紙盤、紙盤軸、紙帶和彈性卡，進而在放電針和墨粉紙盤間產(chǎn)生火花放電，于是在紙帶上打出一列點跡，本實用新型由于利用晶振產(chǎn)生系統(tǒng)的基準時間，不再依賴于工頻電網(wǎng)，提高了計時精度，并可以通過電位器調(diào)節(jié)脈沖信號的寬度進而改變放電時間，有利于提高打點效果，另外，系統(tǒng)采用5V電源供電，不再需要AC220V供電方式，更加安全可靠，本實用新型精度高、誤差小、實用性強，有助于提高學生學習的積極性，并可以供學生進行相關的勞技操作培訓。

圖1是本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
如圖1所示的一種基于單片機的電火花計時器系統(tǒng)，包括:電位器W1、單片機U1、晶振Xl、光耦合器U2、限流電阻Rl、二極管Dl、高壓變壓器Tl、電火花打點電路和電源VCC ；所述電位器Wl的兩個固定端分別連接電源VCC的正負極，所述電位器Wl的調(diào)節(jié)端與所述單片機Ul的AD 口的PAO引腳相連接；所述單片機Ul的XTALl引腳和XTAL2引腳之間連接有晶振Xl ;所述單片機Ul的H) 口的PD7引腳連接光耦合器U2具有的發(fā)光二極管陰極；所述光耦合器U2具有的發(fā)光二極管陽極通過限流電阻Rl與二極管Dl的陰極、高壓變壓器Tl原邊線圈的一端、電源VCC正極相連接；所述光耦合器U2具有的光敏三極管的集電極與二極管Dl的陽極、高壓變壓器Tl原邊線圈的另一端相連接；所述光耦合器U2具有的光敏三極管的發(fā)射極連接電源VCC的負極；所述高壓發(fā)生器Tl的副邊線圈連接電火花打點電路的輸入端；進一步地，所述電源VCC的輸出電壓為5V ;所述單片機Ul為ATMEGA16-16MI芯片。使用這種基于單片機的電火花計時器系統(tǒng)時，電源VCC輸出5V電壓，同時給單片機Ui提供工作電源，調(diào)節(jié)電位器改變單片機輸出的脈沖信號寬度，進而改變電火花打點電路的打點間隔時間，其中電位器Wl的阻值可以選用10K，電阻Rl的阻值可以選用1K，本實用新型提供的基于單片機的電火花計時器系統(tǒng)，通過單片機根據(jù)對其AD 口連接的電位器所傳輸過來的模擬量進行AD轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字量調(diào)節(jié)輸出的脈沖信號寬度，該脈沖信號經(jīng)過光耦合器傳輸至高壓變壓器的原邊線圈，通過高壓發(fā)生器在其副邊線圈產(chǎn)生等寬度的高壓脈沖信號輸出至電火花打點電路的輸入端，所述電火花打點電路包括放電針、墨粉紙盤、紙盤軸、紙帶和彈性卡，進而在放電針和墨粉紙盤間產(chǎn)生火花放電，于是在紙帶上打出一列點跡，本實用新型由于利用晶振產(chǎn)生系統(tǒng)的基準時間，不再依賴于工頻電網(wǎng)，提高了計時精度，并可以通過電位器調(diào)節(jié)脈沖信號的寬度進而改變放電時間，有利于提高打點效果，另外，系統(tǒng)采用5V電源供電，不再需要AC220V供電方式，更加安全可靠，本實用新型精度高、誤差小、實用性強，有助于提高學生學習的積極性，并可以供學生進行相關的勞技操作培訓。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內(nèi)，根據(jù)本實用新型的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求1.一種基于單片機的電火花計時器系統(tǒng)，其特征在于包括:電位器W1、單片機U1、晶振X1、光耦合器U2、限流電阻R1、二極管Dl、高壓變壓器Tl、電火花打點電路和電源VCC ;所述電位器Wl的兩個固定端分別連接電源VCC的正負極，所述電位器Wl的調(diào)節(jié)端與所述單片機Ul的AD 口的PAO引腳相連接；所述單片機Ul的XTALl引腳和XTAL2引腳之間連接有晶振Xl ;所述單片機Ul的H) 口的PD7引腳連接光耦合器U2具有的發(fā)光二極管陰極；所述光耦合器U2具有的發(fā)光二極管陽極通過限流電阻Rl與二極管Dl的陰極、高壓變壓器Tl原邊線圈的一端、電源VCC正極相連接；所述光耦合器U2具有的光敏三極管的集電極與二極管Dl的陽極、高壓變壓器Tl原邊線圈的另一端相連接；所述光耦合器U2具有的光敏三極管的發(fā)射極連接電源VCC的負極；所述高壓發(fā)生器Tl的副邊線圈連接電火花打點電路的輸入端。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于單片機的電火花計時器系統(tǒng)，其特征在于所述電源VCC的輸出電壓為5V。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于單片機的電火花計時器系統(tǒng)，其特征在于所述單片機 Ul 為 ATMEGA16-16MI 芯片。
專利摘要本實用新型公開了一種基于單片機的電火花計時器系統(tǒng)，其特征在于包括電位器W1、單片機U1、晶振X1、光耦合器U2、限流電阻R1、二極管D1、高壓變壓器T1、電火花打點電路和電源VCC；所述電位器W1的調(diào)節(jié)端與所述單片機U1的PA0引腳相連接；所述單片機U1的PD7引腳連接光耦合器U2具有的發(fā)光二極管陰極；所述光耦合器U2具有的發(fā)光二極管陽極通過限流電阻R1與二極管D1的陰極、高壓變壓器T1原邊線圈的一端、電源VCC正極相連接；所述光耦合器U2具有的光敏三極管的集電極與二極管D1的陽極、高壓變壓器T1原邊線圈的另一端相連接；本實用新型提高了計時精度，不再需要AC220V供電方式，安全可靠。
文檔編號G09B19/00GK203084999SQ20132008081
公開日2013年7月24日 申請日期2013年2月21日 優(yōu)先權日2013年2月21日
發(fā)明者馬碩 申請人:馬碩