技术领域
[0001] 本
发明属于
船舶自动化仪表技术领域，具体涉及一种可修正指针式旋转指示器。
背景技术
[0002] 我国现有的指针式旋转指示器通常都由表头和主体两大部分组成，长期以来普遍采用国际标准的4-20mA的模拟直流
电流信号这一种方式来进行检测或控制信息的传递，缺少智能化的手段，整个仪器的可靠性、安全性低，运行维护不方便。此外，上述结构在电位器不准确时无法进行数据修正，会对指示结果造成偏差，并且也不支持通讯，无法将检测结果传递给中央控制室等进行指示。
[0003] 鉴于上述已有技术，本
申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种读数准确且具有通信功能的可修正指针式旋转指示器。
[0005] 本发明的目的是这样来达到的，一种可修正指针式旋转指示器，其特征在于：包括指示器主体和表头，所述的指示器主体包括
外壳和容置在外壳的壳腔内的
电路板，其特征在于：所述的
电路板上设有
单片机、地址拨码电路、
电机采样电路、控制电机电路、通信
接口电路以及输入采样电路，所述的单片机分别与地址拨码电路、电机采样电路、控制电机电路、
通信接口电路以及输入采样电路连接，单片机采集地址拨码电路发送的拨码信息来确定设备通讯地址，所述的通信接口电路用于进行485通信，所述的输入采样电路用于进行4-20mA采样，两者可以通过单片机进行切换，单片机根据采样到的信号来控制电机运转以带动表头，同时获取电机采样电路的
电压信号来对输出的
控制信号进行修正。
[0006] 在本发明的一个具体的
实施例中，所述的地址拨码电路包括拨码
开关S1和芯片
电阻JR1，所述的拨码开关S1采用SW DIP-6，所述的芯片电阻JR1采用（补充型号），拨码开关S1的9脚与芯片电阻JR1的8脚连接，并共同连接所述的单片机的7脚，拨码开关S1的10脚与芯片电阻JR1的7脚连接，并共同连接单片机的6脚，拨码开关S1的11脚与芯片电阻JR1的6脚连接，并共同连接单片机的5脚，拨码开关S1的12脚与芯片电阻JR1的5脚连接，并共同连接单片机的11脚，芯片电阻JR1的1～4脚共同连接+5V直流电源，拨码开关S1的1～6脚共同接地，拨码开关S1的7、8脚悬空。
[0007] 在本发明的另一个具体的实施例中，所述的输入采样电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及第四电阻R4，第一电阻R1的一端连接所述的单片机的13脚，第一电阻R1的另一端连接第二电阻R2的一端和第三电阻R3的一端，第二电阻R2的另一端和第四电阻R4的一端用于4-20mA外部信号的输入，第三电阻R3的另一端和第四电阻R4的另一端共同接地。
[0008] 在本发明的又一个具体的实施例中，所述的通信接口电路包括通讯接口芯片U1、第五电阻R5、第六电阻R6以及第七电阻R7，所述的通讯接口芯片U1采用MAX485芯片，通讯接口芯片U1的1脚连接所述的单片机的12脚，通讯接口芯片U1的2、3脚连接单片机的14脚，通讯接口芯片U1的4脚连接单片机的10脚，通讯接口芯片U1的6脚连接第六电阻R6的一端以及第七电阻R7的一端，通讯接口芯片U1的7脚连接第六电阻R6的另一端以及第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端和第七电阻R7的另一端用于4-20mA外部信号的输入，通讯接口芯片U1的8脚连接+5V直流电源，通讯接口芯片U1的5脚接地。
[0009] 在本发明的在一个具体的实施例中，所述的电机采样电路包括第八电阻R8和可变电阻RP1，所述的第八电阻R8的一端与可变电阻RP1的一端连接，并共同连接所述的单片机的15脚，第八电阻R8的另一端连接+5V直流电源，可变电阻RP1的另一端及滑动端共同接地。
[0010] 在本发明的还有一个具体的实施例中，所述控制电机电路包括第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第一
三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第一光耦U3、第二光耦U4以及电机M1，所述的第一光耦U3和第二光耦U4均采用TLP291-1，第一光耦U1的1脚连接第十四电阻R14的一端，第一光耦U1的2脚连接所述的单片机的17脚，第一光耦U1的4脚连接第十三电阻R13的一端、第十一电阻R11的一端以及第十六电阻R16的一端，第十三电阻R13的另一端与第三三极管Q3的基极连接，第十一电阻R11的另一端与第一三极管Q1的基极连接，第一三极管Q1的发射极和第三三极管Q3的发射极共同连接电机M1的一端，第一光耦U3的1脚连接第九电阻R9的一端，第一光耦U3的2脚连接单片机的16脚，第一光耦U3的4脚连接第十二电阻R12的一端、第十电阻R10的一端以及第十五电阻R15的一端，第十二电阻R12的另一端与第四三极管Q4的基极连接，第十电阻R10的另一端与第二三极管Q2的基极连接，第二三极管Q2的发射极和第四三极管Q4的发射极共同连接电机M1的另一端，第十五电阻R15的另一端，第二三极管Q2的集
电极、第一三极管Q1的集电极以及第十六电阻R16的另一端共同接+24V直流电源，第九电阻R9的另一端和第十四电阻R14的另一端共同接+5V直流电源，第二光耦U4的3脚、第一光耦U3的3脚、第三三极管Q3的集电极以及第四三极管Q4的集电极共同接地本发明由于在主体部分加入单片机进行控制，与
现有技术相比，具有的有益效果是：当电位器不准确时可以通过单片机进行校正以保证表头读数的精确性；
信号传输时可选择
485通信以及4-20mA两种输入方式。
附图说明
[0012] 图2为本发明的单片机的引脚示意图。
[0013] 图3为本发明所述的地址拨码电路的电连接图。
[0014] 图4为本发明所述的通信接口电路和输入采样电路的电连接图。
[0015] 图5为本发明所述的电机采样电路的电连接图。
[0016] 图6为本发明所述的控制电机电路的电连接图。
[0017] 图7为本发明所述的电源电路的引脚示意图。
[0018] 图8为本发明的整体结构分解图。
具体实施方式
[0019] 下面结合附图对本发明的具体实施方式详细描述，但对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本发明构思作形式而非实质的变化都应当视为本发明的保护范围。
[0020] 请参阅图1，本发明涉及一种可修正指针式旋转指示器，包括单片机、地址拨码电路、电机采样电路、控制电机电路、通信接口电路以及输入采样电路，所述的单片机分别与地址拨码电路、电机采样电路、控制电机电路、通信接口电路以及输入采样电路连接。本发明以单片机为核心，由单片机采集地址拨码电路发送的拨码信息来确定设备通讯地址。所述的通信接口电路用于进行485通信，所述的输入采样电路用于进行4-20mA采样，两者可以通过单片机进行切换。单片机根据采样到的信号来控制电机运转以带动表头，同时获取电机采样电路的电压信号对输出的控制信号进行修正。请参阅图2，图中的U2即为所述的单片机，其型号为PIC16F1829。单片机U2的4脚、19脚、18脚外接烧录
插件，单片机U2的5脚、6脚、7脚、11脚接拨码开关电路，单片机U2的10脚、12脚、14脚接通信接口电路，单片机U2的15脚接电机采样电路，单片机U2的16脚、17脚接控制电机电路，单片机U2的13脚通过输入采样电路接收4-20mA的采用信号。
[0021] 请参阅图3，所述的地址拨码电路包括拨码开关S1和芯片电阻JR1，所述的拨码开关S1采用SW DIP-6，所述的芯片电阻JR1采用8P4R-10K，拨码开关S1的9脚与芯片电阻JR1的8脚连接，并共同连接所述的单片机U2的7脚，拨码开关S1的10脚与芯片电阻JR1的7脚连接，并共同连接单片机U2的6脚，拨码开关S1的11脚与芯片电阻JR1的6脚连接，并共同连接单片机U2的5脚，拨码开关S1的12脚与芯片电阻JR1的5脚连接，并共同连接单片机U2的11脚。单片机U2通过扫描拨码开关S1的9、10、11、12脚的电位来识别拨码开关S1的状态，从而确定本机地址。
[0022] 请参阅图4，所述的输入采样电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及第四电阻R4；所述的通信接口电路包括通讯接口芯片U1、第五电阻R5、第六电阻R6以及第七电阻R7。在本实施例中，所述的通讯接口芯片U1采用MAX485芯片，实施485串口通信。所述的插头J1用于外部信号输入。第一电阻R1的一端连接所述的单片机U2的13脚，第一电阻R1的另一端连接第二电阻R2的一端和第三电阻R3的一端，第二电阻R2的另一端连接插头J1的3脚，第四电阻R4的一端连接插头J1的4脚。通讯接口芯片U1的1脚连接所述的单片机U2的12脚，通讯接口芯片U1的2、3脚连接单片机U2的14脚，通讯接口芯片U1的4脚连接单片机U2的10脚，通讯接口芯片U1的6脚连接第六电阻R6的一端以及第七电阻R7的一端，通讯接口芯片U1的7脚连接第六电阻R6的另一端以及第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端连接插头J1的3脚，第七电阻R7的另一端连接插头J1的4脚。插头J1的3脚用于4-20mA外部信号的输入，插头J1的4脚连接对应的信号地，插头J1的1脚连接+24V直流电源，插头J1的2脚连接+24直流电源的地。当采用RS485串口通信的方式时，第二电阻R2和第四电阻R4断开与插头J1的连接，输入采样电路不工作，通信讯号从插头J1的3、4脚输入，由通信接口电路传送给单片机U2，从而完成系统的采样工作。当采用4-20毫安输入的方式时，第五电阻R5和第七电阻R7断开与插头J1的连接，通信接口电路不工作，4-20毫安的信号，从插头J1的3、4脚输入，由输入采样电路传送给单片机U2，完成系统的信号采样工作。
[0023] 请参阅图5，所述的电机采样电路包括第八电阻R8和可变电阻RP1，所述的第八电阻R8的一端与可变电阻RP1的一端连接，并共同连接所述的单片机U2的15脚，第八电阻R8的另一端连接+5V直流电源。当电机转动时，可变电阻RP1的阻值会随着发生变化。通过
串联接入的第八电阻R8来对+5V直流电源进行分压，在图上的RC1端得到采样电压，该采样电压线性对应电机带动的指针
位置。所述的采样电压传送给单片机U2，经单片机U2处理后完成当前指针位置的采样工作。
[0024] 请参阅图6，所述控制电机电路包括第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第一光耦U3、第二光耦U4及电机M1，所述的第一光耦U3和第二光耦U4均采用TLP291-1，第一光耦U1的1脚连接第十四电阻R14的一端，第一光耦U1的2脚连接所述的单片机U2的17脚，第一光耦U1的4脚连接第十三电阻R13的一端、第十一电阻R11的一端以及第十六电阻R16的一端，第十三电阻R13的另一端与第三三极管Q3的基极连接，第十一电阻R11的另一端与第一三极管Q1的基极连接，第一三极管Q1的发射极和第三三极管Q3的发射极共同连接电机M1的一端，第一光耦U3的1脚连接第九电阻R9的一端，第一光耦U3的2脚连接单片机U2的16脚，第一光耦U3的4脚连接第十二电阻R12的一端、第十电阻R10的一端以及第十五电阻R15的一端，第十二电阻R12的另一端与第四三极管Q4的基极连接，第十电阻R10的另一端与第二三极管Q2的基极连接，第二三极管Q2的发射极和第四三极管Q4的发射极共同连接电机M1的另一端。该电路用于控制电机M1的转动状态。在需要让电机M1正向转动的情况下：第一光耦U3的2脚从单片机U2获得
高电平信号，内部
二极管不发光，输出端呈高阻，第二三极管Q2导通，第四三极管Q4截止，从而在电机M1和第二三极管Q2的连接处产生高电平。另一方面，单片机U2向第二光耦U4的2脚发送低电平信号，使第二光耦U4内部二极管发光，第二光耦U4的输出呈低阻状态，第一三极管Q1截止，第三三极管Q3导通，从而在电机M1和第一三极管Q1的连接处产生低电平。此时，电机M1的左边电平高于右边电平，进行正向转动。在需要让电机M1反向转动的情况下：第一光耦U3的2脚从单片机U2获得低电平信号，内部二极管发光，输出端呈低阻，第二三极管Q2截止，第四三极管Q4导通，从而在电机M1和第二三极管Q2的连接处产生低电平。另一方面，单片机U2向第二光耦U4的2脚发送高电平信号，使第二光耦U4内部二极管不发光，第二光耦U4的输出呈高阻状态，第一三极管Q1导通，第三三极管Q3截止，从而在电机M1和第一三极管Q1的连接处产生高电平。此时，电机M1的左边电平低于右边电平，进行反向转动。在让电机M1不发送转动时，同上述原理相同。单片机U2同时向第一光耦U3和第二光耦U4的2脚发送高电平信号，第一光耦U3和第二光耦U4的二极管不发光，输出端产生高电平，使第二三极管Q2和第一三极管Q1导通，第四三极管Q4和第三三极管Q3截止，此时电机M1两端同时产生高电平，由于电位基本相等，因此不会发生转动。
[0025] 进一步地，本发明还包括电源电路，用于为上述各电路提供电源。请参阅图7，图中DC2为电源模
块，构成所述的电源电路。在本实施例中，电源模块DC2采用F2405XT-1WR2，其将24V直流电源转为5V稳压电源。
[0026] 请参阅图8，示意了本发明的整体结构，包括指示器主体1和表头2，所述的指示器主体1包括外壳11和容置在外壳11的壳腔内的电路板12，所述的单片机、地址拨码电路、电机采样电路、控制电机电路、通信接口电路、输入采样电路以及电源电路均设置在该电路板12上，电路板12上安装有电机M1。所述的插头J1设置在电机M1的左侧，其中两个
端子用于24伏电源的输入，另两个端子是复用端子，可以用于2芯的RS485串口信号的输入或4-20毫安
模拟信号的输入。外壳11在对应插头J1的位置开设有插槽111。电机M1的右侧设有与电机M1的
传动轴连接的电机调速装置121，具体包括电机减速器和指示位置用的可变电位器，电机调速装置121在本领域中已有诸多公开及相关应用，此处采用常规产品，省略具体赘述。电机调速装置121朝向表头2延伸出一连接头122。表头2包括仪
表壳21和设置在仪表壳21的壳腔内的仪
表盘22，仪表盘22上配设有指针23，所述的指针23通过指
针座24与指示器主体1的连接头122传动连接。
[0027] 请继续参阅图1，并结合图2至图8，假设本发明通过RS485通信的方式得到一个数值A，所述的单片机U2对该数值A进行转换和计算，给出一个表头2的设置值B，或通过4-20毫安输入的方式
输入信号C，同样地，单片机U2对该输入信号C转换和计算，给出一个表头2的设置值B。同时，单片机U2通过电机采样电路的输入信号D，查到电机采样值对应的表头2的指针23的位置E。单片机U2通过比较表头2的设置值B和指针23的位置E的大小，
输出信号到控制电机电路，指挥电机M1转动，并在表头2的设置值B和指针23的位置E相近到一个设定的区间时，使电机M1停止转动，由此就实现了通过RS485输入或者4-20毫安的
电信号输入，来达到表头精确指示的目的。
