專利名稱:長度測量數(shù)顯記錄儀的制作方法
本發(fā)明涉及一種長度測量值的記錄儀器。
常用的長度測量工具，大都是根據(jù)工具上的刻度直接讀數(shù)。隨著電子技術(shù)的飛躍發(fā)展，在某些發(fā)達(dá)國家先后研制出了測量長度的數(shù)顯裝置。例如瑞士SYLVAC公司生產(chǎn)的長度數(shù)顯器在我國已得到應(yīng)用，它與量具(如卡尺)相配合，可在測量過程中自動顯示出測量結(jié)果。由此測量人員不要再讀刻度，使用方便、直觀，而且可減少人為讀數(shù)的誤差。但是，這種在我國已得到使用的量具，不能將測量結(jié)果記錄下來，必須靠測量人員記住所顯示地數(shù)字后手工筆錄，測量勞動強(qiáng)度還是沒有得到根本減輕，而且還可能出現(xiàn)筆錄中的人為誤差。
本發(fā)明的目的就在于提供一種與前述數(shù)顯量具相配的自動記錄儀器，使測量結(jié)果既能通過數(shù)顯裝置顯示，又能通過本發(fā)明的記錄儀器自動打印在紙上，并且還能在記錄紙上打印出測量工件的編號、測量日期和進(jìn)行測量數(shù)據(jù)的加減運(yùn)算等。
本發(fā)明的長度測量數(shù)顯記錄儀，實際上是一個專用的微機(jī)處理系統(tǒng)，通過對SYLVAC數(shù)顯器輸出接口輸出的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行分析處理后，控制打印機(jī)將測量結(jié)果按照要求打印在紙上。它由中央處理機(jī)板、鍵盤、打印機(jī)三部分組成，總體方案如圖1、2。其中打印機(jī)為字輪式微型打印機(jī)，中央處理機(jī)板為一塊專用的微處理機(jī)控制板。本發(fā)明的核心部件是中央處理機(jī)板，包括CPU、EPROM、RAM、鍵盤接口，打印機(jī)接口、以及I／O地址譯碼、存儲器地址譯碼等邏輯電路。其突出的特征是，它有一個專用測量數(shù)據(jù)采集電路，該電路必須在鍵盤發(fā)出打印測量數(shù)據(jù)的命令時，及時準(zhǔn)確地將數(shù)顯器輸出的數(shù)據(jù)代碼送到RAM中。
該采集電路根據(jù)數(shù)顯器輸出信號的特點(diǎn)設(shè)計。通過檢測及破譯得知，SYLVAC數(shù)顯器有2根信號輸出線，其中一根線輸出重復(fù)周期為250ms的數(shù)據(jù)代碼脈沖串；另一根線上輸出重復(fù)周期為250ms的同步脈沖串，其形狀與測量數(shù)據(jù)的改變無關(guān)，每串49個脈沖，其總寬度與數(shù)據(jù)代碼串的總寬度相等，均為650μs，數(shù)據(jù)脈沖是與同步脈沖一一對應(yīng)的49位代碼，圖3給出其中一串脈沖的波形圖。本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集電路就是充分利用了同步脈沖串重復(fù)周期間隔，截取兩個間隔之間的一串脈沖，然后以DMA(直接存儲器存取)方式將對應(yīng)的數(shù)據(jù)代碼直接寫入RAM中。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明
圖1是記錄儀使用時連接示意 圖2是總體方案框 圖3是數(shù)顯器輸出信號波形 圖4是本發(fā)明的邏輯原理 圖5是本發(fā)明的另一實施例的邏輯原理 圖6是鍵盤按鍵排列示意 圖7是程序框圖。
圖4給出了本發(fā)明的具體實施方案。在該方案中所述的數(shù)據(jù)采集電路主要由2個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(J3、J6)、2個D觸發(fā)器(J4、J7)、2個與門(J2、J5)、3個反向門(J1、J10、J11)、由T1、T2組成的電平轉(zhuǎn)換電路，以及計數(shù)器(J8)、總線開關(guān)(J9)組成。數(shù)顯裝置輸出的同步脈沖經(jīng)T1轉(zhuǎn)換電平后，從T1的集電極輸出經(jīng)反向門接至與門J2的一個輸入端，J2的輸出接到J3的CP端和與門J5的一個輸入端。J3的Q端接到J4的CP端，J4的D端接高電平，Q端接J5的另一輸入端。J5的輸出端一路經(jīng)反向門接到J8的計數(shù)端，一路通過J9與存儲器寫信號相與后接到RAM的WR端，一路接到J6的CP端。J6的Q端接到CPU的BUSRQ端，同時接到J7的CP端。J7的Q端連到J2的另一個輸入端。J7的D端接高電平，置“1”信號來自鍵盤的復(fù)位鍵。J7、J6、J4、J3的清零信號來自I／O地址譯碼電路。CPU發(fā)出的BUSAK信號一路接到J9的控制端，一路和存儲器片選信號相與后接到RAM的CS端。J8的輸出通過J9接到地址總線上。
數(shù)顯裝置輸出數(shù)據(jù)代碼經(jīng)T2轉(zhuǎn)換電平后，從T2的集電極輸出，經(jīng)反向門接到J9，經(jīng)J9接到數(shù)據(jù)總線的D0位上。
具體工作過程如下當(dāng)儀器開始通電或復(fù)位時，D觸發(fā)器J7由總機(jī)復(fù)位信號RESET置于“1”狀態(tài)，即Q＝1，Q＝0，Q封鎖控制門J2。當(dāng)鍵盤發(fā)出打印測量數(shù)據(jù)的命令時，CPU通過I／O地址譯碼發(fā)出外設(shè)片選信號，該信號將J7、J6、J4、J3復(fù)位，于是J7的Q＝1，J2打開，同步脈沖串經(jīng)三極管T1轉(zhuǎn)換電平后，通過J2。第一個通過J2的脈沖觸發(fā)J3，從J3的Q端輸出約2ms寬的負(fù)脈沖，其后緣觸發(fā)J4，J4的Q端變高打開控制門J5。接著通過J5的是我們需要的一串完整的同步脈沖。第一個脈沖通過J5時，觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)J6，從J6的Q輸出約2ms的負(fù)脈沖，直接作為總線請求BUSRQ送給CPU，CPU檢測到BUSRQ信號有效后，稍后即會發(fā)出響應(yīng)信號BUSAK，同時CPU進(jìn)入保持狀態(tài)并讓出總線控制權(quán)。直接利用BU
SAK(低電平有效)打開總線開關(guān)J9，于是由同步脈沖計數(shù)而形成的地址通過J9送到地址總線上，而數(shù)據(jù)代碼通過J9送到數(shù)據(jù)總線上，這時RAM的片選信號CS亦由BUSAK充當(dāng)，寫信號(WR)由同步脈沖的負(fù)半周期充當(dāng)。于是從數(shù)顯裝置送來的數(shù)據(jù)代碼將準(zhǔn)確無誤地逐位寫入RAM的相應(yīng)的地址單元中，大約2ms之后，J6的Q端變?yōu)楦唠娖?，則BUSRQ變?yōu)楦唠娖蕉В珻PU檢測到BUSRQ無效后，稍后即使BUSAK變高，則封鎖總線開關(guān)J9，CPU重新控制總線。這時測量數(shù)據(jù)早已全部寫入RAM中。接著，CPU從RAM的相應(yīng)單元中讀取數(shù)據(jù)，按照特定的方法進(jìn)行分析處理，最后轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)送打印機(jī)打印出來。這些工作都是由相應(yīng)的處理程序來完成的。
從電路的結(jié)構(gòu)來看，有兩個明顯的特點(diǎn)其一是采用了獨(dú)特的脈沖識別方法，不是著眼于個別特征脈沖，而是充分利用了同步脈沖串重復(fù)周期間隔，截取兩個間隔之間的一串脈沖；其二是沒有使用DMA控制器芯片而實現(xiàn)了DMA取數(shù)的目的。這是讀取測量數(shù)據(jù)的最簡單且最有效的方法。
圖5給出了本發(fā)明的另一個實施例，在該實施例中，所述的數(shù)據(jù)采集電路用6個8D觸發(fā)器(J12、J13、J14、J15、J16、J17)組成的移位寄存器寄存串行數(shù)據(jù)。J5輸出的信號分別接到前述8D觸發(fā)器J12、J13、J14、J15、J16、J17的CK端，8D觸發(fā)器的輸出端接到數(shù)據(jù)總線上，由I／O地址譯碼器產(chǎn)生6個I／O地址分別接到J12、J13、J14、J15、J16、J17控制端。J6的Q端接到J7的CP端，而J7的Q端除接到J2的輸入端外，另一路經(jīng)微分電路并經(jīng)與門整形后接到CPU的INT端。數(shù)顯器輸出的數(shù)據(jù)代碼經(jīng)T2轉(zhuǎn)換電平并經(jīng)反向門接至J12的1D端。J12的8Q端接J13的1D端，J13的8Q端接到J14的1D端，以此類推，形成48位移位寄存器。本電路先用移位寄存器將數(shù)據(jù)代碼全部寄存后，向CPU發(fā)中斷請求，當(dāng)CPU響應(yīng)中斷后，以字節(jié)為單位順序讀取J12……J17的數(shù)據(jù)，存入RAM中。
本發(fā)明的長度測量數(shù)顯記錄儀的另一個突出特點(diǎn)是，構(gòu)成該記錄儀的三個部分鍵盤、打印機(jī)、中央處理機(jī)板都裝在一個機(jī)殼上形成一體(如圖1)。打印機(jī)位于機(jī)體前部(眼睛正視鍵盤方向)，鍵盤安裝在面板上，中央處理機(jī)板安裝在機(jī)殼內(nèi)部。鍵盤和打印機(jī)通過插頭連接到中央處理機(jī)板上，并且中央處理機(jī)板通過插頭座引出一根電纜連到SYLVAC數(shù)顯器上。鍵盤具有多種功能，有數(shù)字字符鍵
、

，小數(shù)點(diǎn)鍵
，復(fù)位鍵
，日期、編號打印鍵
，基數(shù)打印鍵
，保留2位小數(shù)測量值打印鍵
和保留4位小數(shù)測量值打印鍵
，間隔符號打印鍵
，以及作為將來擴(kuò)充其用途的備用鍵(見圖6)。
本發(fā)明的內(nèi)容除上述硬件電路以及機(jī)體、鍵盤設(shè)計外，還包括專用于本發(fā)明的記錄儀的固化在EPROM中的數(shù)據(jù)處理程序，有鍵盤控制程序、打印控制程序和測量數(shù)據(jù)處理程序。本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理程序的突出特點(diǎn)是用匯編語言編寫，配合前述的數(shù)據(jù)采集電路，實現(xiàn)對SYLVAC數(shù)顯器輸出代碼的破譯和處理。具體程序是程序啟動后，首先對系統(tǒng)進(jìn)行初始化，接著進(jìn)行鍵盤掃描，判斷有無按鍵按下，沒有按鍵按下則繼續(xù)掃描。若數(shù)字鍵按下，則存儲數(shù)字字符碼后返回掃描；若按下日期、編碼打印鍵則打印所鍵入的數(shù)字字符；若按下打印基數(shù)的功能鍵，則保存并打印鍵入的基數(shù)；若按下打印測量值的鍵，則由程序啟動數(shù)據(jù)采集電路，使之進(jìn)入DMA方式并將測量數(shù)據(jù)直接送入RAM中，DMA取數(shù)完成后，程序開始對輸入RAM中的代碼進(jìn)行分析處理，而后將分析處理的結(jié)果送打印機(jī)打印出來。程序流程見圖7。
本發(fā)明的長度數(shù)顯記錄儀具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、硬件電路簡單，整個記錄儀結(jié)構(gòu)小巧緊湊，成本低，性能／價格比高；
2、功能齊全，可用鍵盤輸入并打印測量日期、被測工件編號、測量基數(shù)等。在有基數(shù)置入的情況下，還可自動將測量值進(jìn)行加減運(yùn)算，打印出加減的結(jié)果；
3、除能按數(shù)顯器的顯示精度(保留2位小數(shù))外，還可選擇保留4位小數(shù)輸出打印。必要時，還可對程序修改后，打印出更高精度的測量值，滿足各種高精度測量的要求；
4、通用性強(qiáng)，凡使用SYLVAC數(shù)顯器的各種量具及其他形式的控制設(shè)備，均可配用本發(fā)明的記錄儀進(jìn)行記錄。如其上增設(shè)通訊接口及相應(yīng)軟件，即可將測量結(jié)果直接傳送到質(zhì)量管理中心計算機(jī)，統(tǒng)一匯總處理。
權(quán)利要求
1、一種長度測量數(shù)顯記錄儀，由中央處理機(jī)板、打印機(jī)、鍵盤三部分組成，中央處理機(jī)板硬電路包括CPU、EPROM、RAM、鍵盤接口、打印機(jī)接口、以及I/O地址譯碼、存儲器地址譯碼等邏輯電路，其特征在于本發(fā)明的長度測量數(shù)顯記錄儀有一個專用測量數(shù)據(jù)采集電路，該電路主要由2個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(J3、J6)、2個D觸發(fā)器(J4、J7)、2個與門(J2、J5)、3個反向門(J1、J10、J11)、由T1、T2組成的電平轉(zhuǎn)換電路，以及計數(shù)器(J8)、總線開關(guān)(J9)組成，數(shù)顯器輸出的同步脈沖經(jīng)T1轉(zhuǎn)換電平后，從T1的集電極輸出經(jīng)反向門J1接至與門J2的一個輸入端，J2的輸出接到J3的CP端和與門J5的一個輸入端，J3的地Q端接到J4的CP端，J4的D端接高電平，Q端接J5的另一輸入端，J5的輸出端一路經(jīng)反向門接到J8的計數(shù)端，一路通過J9與存儲器寫信號相與后接到RAM的WR端，一路接到J6的CP端，J6的Q端到CPU的BUSRQ端，同時接到J7的CP端，J7的Q端連到J2的另一個輸入端，J7的D端接高電平，置“1”信號來自鍵盤的復(fù)位鍵，J3、J4、J6、J7的清零信號來自I/O地址譯碼電路，CPU發(fā)出的BUSAK信號一路接到J9的控制端，一路與存儲器片選信號相與后接到RAM的CS端，J8的輸出通過J9接到地址總線上，另外，數(shù)顯裝置輸出數(shù)據(jù)代碼經(jīng)T2轉(zhuǎn)換電平后，從T2的集電極輸出，經(jīng)反向門J11接到J9，經(jīng)J9接到數(shù)據(jù)總線的D0位上。
2、根據(jù)權(quán)利要求
1所述的長度測量數(shù)顯記錄儀，其特征在于所述的測量數(shù)據(jù)采集電路用6個8D觸發(fā)器(J12、J13、J14、J15、J16、J17)組成移位寄存器寄存串行數(shù)據(jù)，J5輸出的信號分別接到J12、J13、J14、J15、J16、J17的CK端，J12、J13、J14、J15、J16、J17的輸出端接到數(shù)據(jù)總線上，由I／O地址譯碼器產(chǎn)生6個I／O地址分別接到J12、J13、J14、J15、J16、J17的控制端，J6的Q端接到J7的CP端，而J7的Q端除接到J2的輸入端外，另一路經(jīng)微分電路并且經(jīng)與門整形后接到CPU的INT端，數(shù)顯裝置輸出的數(shù)據(jù)代碼經(jīng)T2轉(zhuǎn)換電平并經(jīng)反向門接至J12的1D端，本電路是先用移位寄存器將數(shù)據(jù)代碼全部寄存后，向CPU發(fā)中斷請求，當(dāng)CPU響應(yīng)中斷后，以字節(jié)為單位順序讀取J12、J13、J14、J15、J16、J17的數(shù)據(jù)，存入RAM中。
3、根據(jù)權(quán)利要求
1、2所述的長度測量數(shù)顯記錄儀，其特征在于所述鍵盤、打印機(jī)、中央處理機(jī)板用一個機(jī)殼裝于一體，打印機(jī)位于機(jī)體前部，鍵盤安裝在面板上，中央處理機(jī)板安裝在機(jī)殼內(nèi)部，鍵盤和打印機(jī)通過插頭連接到中央處理機(jī)板上，板上還通過插頭座引出一根電纜接到SYLVAC數(shù)顯器的插口上。
4、根據(jù)權(quán)利要求
3所述的長度測量數(shù)顯記錄儀，其特征在于所述鍵盤具有數(shù)字字符鍵
，小數(shù)點(diǎn)鍵
，復(fù)位鍵
，日期、編號打印鍵
，基數(shù)打印鍵
，保留2位小數(shù)測量數(shù)值打印鍵
和保留4位小數(shù)測量數(shù)值打印鍵
，間隔符打印鍵
，以及作為將來擴(kuò)充其用途的備用鍵。
專利摘要
本實用新型的長度測量數(shù)顯記錄儀，是一種對帶SYLVAC數(shù)顯器的長度測量工具的測量值進(jìn)行記錄的儀器。它由中央處理機(jī)板、打印機(jī)、鍵盤三部分組成。其突出特征是有一個專用的測量數(shù)據(jù)采集電路，及時準(zhǔn)確地將數(shù)顯器輸出的數(shù)據(jù)代碼送到RAM中，經(jīng)分析處理后，轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)送打印機(jī)打印。本實用新型的記錄儀電路簡單、結(jié)構(gòu)小巧緊湊，成本低，具有較高的性能/價格比。除能自動準(zhǔn)確無誤的記錄測量數(shù)據(jù)外，還具有打印測量日期、被測工件編號、測量基數(shù)以及進(jìn)行加減運(yùn)算等功能，可用于各種使用SYLVAC數(shù)顯器的量具及控制設(shè)備。
文檔編號G01B3/24GK87204509SQ87204509
公開日1988年5月4日 申請日期1987年8月15日
發(fā)明者劉德武, 肖宗澤, 杜偉 申請人:長沙市電腦公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan