專利名稱：一種木材材積運算專用計算器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及林場、林業(yè)材積計算技術(shù)，更確切地說，涉及一種用于木材材積運算的專用計算器。
背景技術(shù)：
當前國內(nèi)的林業(yè)企業(yè)和林業(yè)執(zhí)法機構(gòu)在培育林木、材積預測以及木材輸運等同木材材積相關(guān)的工作環(huán)節(jié)中均需要對林場內(nèi)或運輸中的不同種類、形狀的木材的材積進行準確的計算。在對木材的材積計算上廣泛采用了國家標準的材積計算公式進行計算。但是由于該公式十分復雜且隨著材積的類型、大小不同而變化，因此伐木工人和現(xiàn)場工作的技術(shù)員常常在材積計算上花費大量的時間和精力，而且很容易引起失誤。需要計算材積的工作人員常常需要通過查表得到單根木材材積后，采用普通計算器的乘法功能計算同尺徑的木材總材積，得出結(jié)果后記錄下來再進行下一次運算，最后對這些數(shù)據(jù)進行二次核對和累加。這種傳統(tǒng)的做法費時、費力且準確度不高。
實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的通用計算器在木材材積計算時的繁冗步驟，本實用新型提供一種基于單片機的木材材積運算專用計算器，能夠幫助林業(yè)管理人員和材積測量人員快速地計算木材材積，累加木材總材積。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種木材材積運算專用計算器，其特征在于，它包括-單片機；-LCD液晶顯示器，與單片機相連；-5×5編碼鍵盤，與單片機相連；-復位電路，由電阻R6和電容C3串聯(lián)組成，電阻R6另一端接電源負極GND、電容C3另一端接電源正極VCC，電容C3和電阻R6之間與單片機RESET管腳相連；一時鐘振蕩模塊，由電容C1、C2串聯(lián)后和石英晶體并聯(lián)組成，石英晶體的兩個電極與單片機的X1和X2時鐘輸入管腳相連，電容C1、C2之間接電源負極；-鍵盤掃描電路，由與非門集成電路和電阻R1-R5組成，電阻R1-R5并聯(lián)后一端同時與單片機和與非門集成電路相連，另一端與電源正極VCC相連。進一步地，所述LCD液晶顯示器包括-背光電路，與5×5編碼鍵盤相連。計算器還包括電阻R7和R8，一端分別與電源正極VCC相連，另一端分別與單片機INT1和INT0管腳相連。
本實用新型具有以下技術(shù)效果可以大大簡化材積傳統(tǒng)計算時的步驟，免去木材檢尺員工及其它需要計算核對木材材積的人員(如林木加工企業(yè)主，林業(yè)檢查執(zhí)法人員)查找、記憶復雜的材積計算公式或材積查表計算的負擔，操作簡單并提高了傳統(tǒng)材積運算的運算精度。


圖1為本實用新型的木材材積運算專用計算器的外部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的木材材積運算專用計算器的電路圖。
具體實施方式
下面根據(jù)附圖詳細說明本實用新型具體實施例。
圖1示出了本實用新型的木材材積運算專用計算器的外部結(jié)構(gòu)。本木材材積運算專用計算器使用2行、每行顯示16字符帶背光的液晶顯示器(LCD)作為顯示終端。采用5×5行列式鍵盤作為數(shù)字、字符輸入終端。
圖2示出了本實用新型的木材材積運算專用計算器的內(nèi)部電路。本實用新型的電路主要包括單片機U1、LCD液晶顯示器U2、5×5行列式鍵盤U3、鍵盤掃描電路、時鐘振蕩模塊1和復位模塊2。本電路的核心是單片機U1。系統(tǒng)的電源正極VCC，電源負極GND。電容C1、C2串聯(lián)，然后和石英晶體CRY1并聯(lián)組成時鐘振蕩模塊1，同時石英晶體CRY1的兩個電極接到單片機的X1和X2時鐘輸入管腳上，為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的運行時鐘。復位模塊2由電阻R6和電容C3串聯(lián)組成，電阻R6另一端接電源負極GND、電容C3另一端接電源正極VCC，電容C3和電阻R6之間與單片機的RESET管腳相連(圖中未示出)，提供系統(tǒng)上電后的正常工作復位信號。在系統(tǒng)上電時，由于電容的充電效應(yīng)，在RST處會產(chǎn)生一個復位脈沖，正常啟動單片機。單片機U1可以采用ATMEL公司生產(chǎn)的具有40個管腳的8位單片機89C52，當然也不限于此，它的VCC管腳接入系統(tǒng)電源正極VCC，GND管腳接入系統(tǒng)電源負極GND。為了防止干擾引起的錯誤中斷，我們在單片機89C52的兩個中斷管腳INT0和INT1上分別接入了連接到電源正極VCC的上拉電阻R7和R8，它們可以保持INT0和INT1管腳上的電平在正常狀態(tài)下為高。
U3為5×5的行列式鍵盤。通過單片機的兩條數(shù)據(jù)總線3、4來對按鍵進行掃描。數(shù)據(jù)總線3和4各有5根數(shù)據(jù)線，兩兩通過按鍵連接起來，這樣就形成了25個單刀單擲按鍵，充當計算器的鍵盤。鍵盤掃描電路由與非門集成電路U4和電阻R1-R5組成，與非門集成電路U4通過數(shù)據(jù)總線3與單片機相連，電阻R1-R5并聯(lián)后一端與數(shù)據(jù)總線3相連，另一端與電源正極VCC相連。通過單片機控制數(shù)據(jù)總線3和4上的電壓信號循環(huán)變化，一旦有一個鍵按下，單片機就可以掃描到。當沒有任何按鍵按下時，由于數(shù)據(jù)總線3上通過R1到R5這5個上拉電阻將數(shù)據(jù)總線3上的電壓提高到邏輯高的狀態(tài)。數(shù)據(jù)總線上的電壓同時連接到邏輯與非門集成電路U4，與非門集成電路U4可以采用74LS02，在INT0和INT1兩個引腳上輸出高電平。此時單片機繼續(xù)工作。而一旦行列式鍵盤U3上有鍵按下時，數(shù)據(jù)總線3上就會出現(xiàn)低電平，該信號通過U4的第一個與非門，變成高電平信號，進一步經(jīng)過第二個與非門電路則變成與正常情況相反的低電平信號。該信號傳到單片機的INT0或者INT1中斷引腳上，啟動單片機的中斷服務(wù)程序。單片機中斷正在運行的程序，將掃描數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)總線4上，同時讀取數(shù)據(jù)總線3上的數(shù)據(jù)。如果行列式鍵盤U3的某個鍵被按下了，其對應(yīng)的行值和列值就可以在對數(shù)據(jù)總線4和數(shù)據(jù)總線3的不斷掃描中獲得。進而可以讀出當前被按下的鍵的值。
液晶顯示器U2為16字符×2行字符顯示型帶背景光的液晶顯示器。單片機通過數(shù)據(jù)總線6向液晶顯示器傳送數(shù)據(jù)，通過引腳LCD_WR來控制液晶顯示器的寫命令有效。高效的液晶顯示器顯示程序使得在顯示器改變顯示數(shù)據(jù)的時候幾乎不會出現(xiàn)閃爍的情況。顯示器的背景燈通過行列式鍵盤U3上面的連接到顯示器的數(shù)據(jù)線5來控制。
當計算器一段時間后(5分鐘)沒有任何鍵按下時，單片機會自動地發(fā)送一個睡眠的命令。然后顯示器就會關(guān)閉，單片機就會進入最省電的等待狀態(tài)。這是為了節(jié)電的考慮。而在計算器睡眠后，一旦有任何鍵被按下，同樣地，在單片機的中斷引腳INT0和INT1上會觸發(fā)中斷脈沖。單片機獲得該中斷信號后會自動地將顯示器打開并將單片機休眠前的數(shù)據(jù)恢復。
本發(fā)明的木材材積運算專用計算器的使用說明如下
1.用2節(jié)7號(AAA)堿性電池供電，放入電池時注意正負極方向正確。
2.液晶屏上面一行左邊第一位為狀態(tài)，0普通計算器，1原木 2杉原條 3鋸材。
3.按<開機>鍵即可開機，此時為普通計算器(狀態(tài)顯示0)；按<背光開關(guān)>可開關(guān)液晶屏的背光(背光可使顯示屏在夜間發(fā)亮，但比較耗電)。為省電，5分鐘無操作將自動關(guān)機。
4.若要計算材積，按<原木/杉原條/鋸材>鍵選擇材種(狀態(tài)顯示1原木 2杉原條 3鋸材)。
5.任何時候按<全清除>或<開機>鍵將清除液晶顯示，回到普通計算器狀態(tài)(狀態(tài)顯示0)。
6.狀態(tài)為0(普通計算器)時，可進行12位精度的加、減、乘、除、累計，累計值顯示在上面一行。按<讀累計>鍵可對累計值操作，按<清累計>鍵可清除累計。注意普通計算器狀態(tài)下按<長度>、<尺徑/寬度>、<根數(shù)/厚度>鍵無效；<+/增1>鍵表示加，<-/減1>鍵表示減。
7.狀態(tài)為1-3(材積計算)時，按<長度>鍵后輸入檢尺長，按<尺徑/寬度>鍵后輸入檢尺徑或?qū)挾?或者按<+/增1>鍵直接使尺徑或?qū)挾仍?，按<-/減1>鍵使尺徑或?qū)挾葴p1)，按<根數(shù)/厚度>鍵后輸入根數(shù)或厚度，按<＝>鍵計算并顯示單項材積，按<累計>鍵對根數(shù)和材積進行累計并顯示。若某項值(如長度)不變，則不必重新輸入該項。某項(如長度)輸入出錯時按相應(yīng)功能鍵(如<長度>鍵)就可以重新輸入該項的值。在按<＝>鍵后連續(xù)按<累計>鍵不會導致重復累計。計算按國標材積公式進行。
上述實施例用來解釋說明本實用新型，而不是對本實用新型進行限制，在本實用新型的精神和權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)，對本實用新型做出的任何修改和改變，都落入本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種木材材積運算專用計算器，其特征在于，它包括-單片機；-LCD液晶顯示器，與單片機相連；-5×5編碼鍵盤，與單片機相連；-復位電路，由電阻R6和電容C3串聯(lián)組成，電阻R6另一端接電源負極GND、電容C3另一端接電源正極VCC，電容C3和電阻R6之間與單片機RESET管腳相連；一時鐘振蕩模塊，由電容C1、C2串聯(lián)后和石英晶體并聯(lián)組成，石英晶體的兩個電極與單片機的X1和X2時鐘輸入管腳相連，電容C1、C2之間接電源負極；-鍵盤掃描電路，由與非門集成電路和電阻R1-R5組成，電阻R1-R5并聯(lián)后一端同時與單片機和與非門集成電路相連，另一端與電源正極VCC相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木材材積運算專用計算器，其特征在于，所述LCD液晶顯示器還包括-背光電路，它與5×5編碼鍵盤相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木材材積運算專用計算器，其特征在于，還包括電阻R7和R8，一端分別與電源正極VCC相連，另一端分別與單片機INT1和INT0管腳相連。
專利摘要本實用新型公開了一種木材材積運算專用計算器，主要包括單片機、LCD液晶顯示器、5×5行列式鍵盤、鍵盤掃描電路、時鐘振蕩模塊和復位模塊?？梢源蟠蠛喕姆e傳統(tǒng)計算時的步驟，免去木材檢尺員工及其它需要計算核對木材材積的人員(如林木加工企業(yè)主，林業(yè)檢查執(zhí)法人員)查找、記憶復雜的材積計算公式或材積查表計算的負擔，操作簡單并提高了傳統(tǒng)材積運算的運算精度。
文檔編號G06F17/00GK2762227SQ20042011068
公開日2006年3月1日 申請日期2004年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月25日
發(fā)明者皮道映, 王博 申請人:浙江大學