專利名稱：信號(hào)檢測(cè)整形電路與雷光觸發(fā)定時(shí)器及其自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信號(hào)檢測(cè)整形電路與雷光觸發(fā)定時(shí)器及其自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道，屬于非電量
測(cè)量、自動(dòng)控制與電子設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
等距離速度比賽的時(shí)間測(cè)量通常有手動(dòng)秒表計(jì)時(shí)、電子攝像計(jì)時(shí)、機(jī)械門控電子 計(jì)時(shí)等方式。 手動(dòng)秒表計(jì)時(shí)精度較差，對(duì)操作人員要求較高，在環(huán)道多圈比賽時(shí)還需要同時(shí) 進(jìn)行人工計(jì)圈數(shù)，數(shù)據(jù)容易出現(xiàn)偏差，特別在高速車模比賽時(shí)，同時(shí)計(jì)圈數(shù)與計(jì)時(shí)間相當(dāng)困難。 電子攝像計(jì)時(shí)精度高、功能強(qiáng)，但需要專業(yè)操作人員，設(shè)備體積大、成本昂貴、機(jī) 器的維護(hù)保養(yǎng)也較為麻煩。 機(jī)械門控電子計(jì)時(shí)功能較為簡(jiǎn)單，可用于直道計(jì)時(shí)，無法用于環(huán)道多圈計(jì)時(shí)，適 合慢速的比賽項(xiàng)目，機(jī)械門開啟所需的推力會(huì)對(duì)比賽產(chǎn)生不必要的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供信號(hào)檢測(cè)整形電路與雷光觸發(fā)定時(shí)器及其自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道。
本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。 —種信號(hào)檢測(cè)整形電路，有一個(gè)接地端GND、二個(gè)電源端即負(fù)電源端-Vp和正電源 端+￥。、一個(gè)信號(hào)輸出端XP，根據(jù)電路接法的不同有R-S觸發(fā)器型與滯環(huán)比較器型二種結(jié)構(gòu) 形式。 信號(hào)檢測(cè)整形電路由傳聲器、激光器、感光器、定時(shí)電路555、開關(guān)、電阻、二極管、 LED發(fā)光管組成。 R-S觸發(fā)器型信號(hào)檢測(cè)整形電路電阻與傳聲器串聯(lián)后跨接在正負(fù)電源之間、其 公共端通過二極管與開關(guān)的串聯(lián)電路接定時(shí)電路555的Tri腳，用于在需要時(shí)采集發(fā)令槍 聲信號(hào)；兩個(gè)激光器串聯(lián)后跨接在正負(fù)電源之間、其公共端接地，一個(gè)感光器與電阻串聯(lián)后 跨接在正負(fù)電源之間、其公共端接定時(shí)電路555的Tri腳，電阻與另一個(gè)感光器串聯(lián)后跨接 在正負(fù)電源之間、其公共端接定時(shí)電路555的Thr腳，用于采集起跑線與終點(diǎn)線的光變信 號(hào)。 滯環(huán)比較器型信號(hào)檢測(cè)整形電路電阻與傳聲器串聯(lián)后跨接在正負(fù)電源之間、其 公共端通過二極管與開關(guān)的串聯(lián)電路接定時(shí)電路555的Tri腳和Thr腳，用于在需要時(shí)采 集發(fā)令槍聲信號(hào)；兩個(gè)激光器串聯(lián)后跨接在正負(fù)電源之間、其公共端接地，兩個(gè)感光器分別 與電阻并聯(lián)后再串聯(lián)并跨接在正負(fù)電源之間、其公共端接定時(shí)電路555的Tri腳和Thr腳， 用于采集起跑線與終點(diǎn)線的光變信號(hào)。 兩個(gè)激光器發(fā)出的光線分別對(duì)準(zhǔn)兩個(gè)感光器，信號(hào)檢測(cè)整形電路的定時(shí)電路555 的VDD腳與GND腳分別接正負(fù)電源，定時(shí)電路555的Dis腳經(jīng)電阻與發(fā)光管的串聯(lián)電路接
6正電源，用于指示工作狀態(tài)；定時(shí)電路555的OUT腳接為脈沖輸出端XP，輸出工作脈沖。
—種采用信號(hào)檢測(cè)整形電路的簡(jiǎn)約型雷光觸發(fā)定時(shí)器，有一個(gè)接地端、二個(gè)電源 端，接收起跑發(fā)令槍聲信號(hào)或起點(diǎn)撞線光變信號(hào)、終點(diǎn)撞線光變信號(hào)，并具有LED狀態(tài)指 示、LED時(shí)間顯示與計(jì)時(shí)清零功能；簡(jiǎn)約型雷光觸發(fā)定時(shí)器由穩(wěn)壓電源、信號(hào)檢測(cè)整形電 路、邊沿_脈沖轉(zhuǎn)換器、雙脈沖線控時(shí)鐘組成，穩(wěn)壓電源接外部輸入電源+Pv和-Pv.輸出電 壓穩(wěn)定的電源+Vp和-Vp連接至信號(hào)檢測(cè)整形電路和邊沿-脈沖轉(zhuǎn)換器及線控時(shí)鐘，信號(hào) 檢測(cè)整形電路的輸出端XP與邊沿-脈沖轉(zhuǎn)換器的輸入端SP相連，邊沿-脈沖轉(zhuǎn)換器的輸 出端DP與線控時(shí)鐘的輸入端YP相連。 所述的邊沿-脈沖轉(zhuǎn)換器由電容、電阻、二極管、電壓比較器組成，四個(gè)二極管組 成單相整流橋，整流橋有二個(gè)交流輸入端、正負(fù)二個(gè)直流輸出端，其中一個(gè)交流輸入端通過 電容與電阻的串聯(lián)電路接轉(zhuǎn)換器的輸入端SP、另一個(gè)交流輸入端接為轉(zhuǎn)換器的接地端，整 流橋的直流負(fù)輸出端與正輸出端分別通過電阻接轉(zhuǎn)換器的正負(fù)電源端，比較器的正負(fù)輸入 端分別接整流橋的直流正負(fù)輸出端，比較器的正負(fù)電源端分別接為轉(zhuǎn)換器的正負(fù)電源端， 比較器的輸出端接為轉(zhuǎn)換器的脈沖輸出端DP。 —種采用信號(hào)檢測(cè)整形電路的計(jì)數(shù)型雷光觸發(fā)定時(shí)器，有一個(gè)接地端、二個(gè)電源 端，接收起跑發(fā)令槍聲信號(hào)或區(qū)段起點(diǎn)光變信號(hào)、區(qū)段終點(diǎn)光變信號(hào)，具有計(jì)數(shù)方向控制功 能、計(jì)數(shù)器復(fù)位功能、計(jì)數(shù)器置數(shù)功能、計(jì)數(shù)初值設(shè)定功能，并具有LED狀態(tài)指示、LED時(shí)間 顯示與計(jì)時(shí)清零功能；計(jì)數(shù)型雷光觸發(fā)定時(shí)器由穩(wěn)壓電源、信號(hào)檢測(cè)整形電路、計(jì)數(shù)顯示 器、單脈沖線控時(shí)鐘、計(jì)數(shù)初值設(shè)定撥碼開關(guān)、開關(guān)及電阻組成，穩(wěn)壓電源接外部輸入電源 +Pv和-Pi輸出電壓穩(wěn)定的電源+Vp和-Vp連接至信號(hào)檢測(cè)整形電路與計(jì)數(shù)顯示器及線控 時(shí)鐘，計(jì)數(shù)顯示器輸入端CK接信號(hào)檢測(cè)整形電路的輸出端XP ;單刀雙擲開關(guān)的常開與常閉 端分別接正負(fù)電源、公共端接計(jì)數(shù)顯示器的計(jì)數(shù)方向控制端U/D，一個(gè)單刀單擲開關(guān)與電阻 串連后跨接在正負(fù)電源之間、其公共端接計(jì)數(shù)顯示器的復(fù)位端RST，另一個(gè)單刀單擲開關(guān)與 電阻串連后跨接在正負(fù)電源之間、其公共端接計(jì)數(shù)顯示器的置數(shù)端PE，含有上拉排阻的12 位計(jì)數(shù)初值設(shè)定撥碼開關(guān)其上拉排阻公共端接正電源、其撥碼開關(guān)公共端接負(fù)電源、12位 排阻與撥碼開關(guān)的公共端與計(jì)數(shù)顯示器的計(jì)數(shù)初值設(shè)定輸入口 PXYZ相連接，計(jì)數(shù)顯示器 的輸出端PK接線控時(shí)鐘的輸入端YP。 所述的計(jì)數(shù)顯示器由脈沖計(jì)數(shù)器、譯碼驅(qū)動(dòng)器、脈沖周數(shù)顯示器、反向緩沖器組 成，脈沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖輸入端CK、計(jì)數(shù)脈沖輸出端PK、計(jì)數(shù)方向控制端U/D、復(fù)位端 RST、置數(shù)端PE、計(jì)數(shù)初值設(shè)定輸入口 PXYZ即為計(jì)數(shù)顯示器的相應(yīng)端口，脈沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù) 數(shù)值輸出口 QXYZ接譯碼驅(qū)動(dòng)器的BCD碼輸入口 SXYZ，譯碼驅(qū)動(dòng)器的七段碼輸出口 TXYZ接 周數(shù)顯示器的七段碼輸入口 RXYZ，周數(shù)顯示器的公共端接正電源，計(jì)數(shù)方向控制端U/D接 周數(shù)顯示器的輸入端Pl、同時(shí)經(jīng)反向緩沖器U21接周數(shù)顯示器的輸入端P3，計(jì)數(shù)脈沖輸出 端PK經(jīng)反向緩沖器U22接周數(shù)顯示器的輸入端P2 ，脈沖計(jì)數(shù)器與譯碼驅(qū)動(dòng)器及反向緩沖器 的正負(fù)電源端分別接計(jì)數(shù)顯示器的正負(fù)電源。 所述的周數(shù)顯示器由三位帶點(diǎn)七段碼LED數(shù)碼管與24個(gè)限流電阻組成，LED數(shù)碼 管采用共陽形式，三位數(shù)碼管的公共端連接在一起作為周數(shù)顯示器的公共端C0M，組成數(shù)碼 管的每個(gè)發(fā)光二極管引出腳串接一個(gè)限流電阻，限流電阻對(duì)應(yīng)七段碼引腳部分al gl、 a2 g2、 a3 g3組成周數(shù)顯示器的七段碼輸入口 RXYZ，而小數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的引腳pl、 p2、 p3另外引出備用。 所述的譯碼驅(qū)動(dòng)器由三個(gè)BCD至七段碼譯碼驅(qū)動(dòng)器組成，BCD碼輸入引腳部分 Al Dl、 A2 D2、 A3 D3組成譯碼驅(qū)動(dòng)器的BCD碼輸入口 SXYZ，七段碼輸出引腳部分 al gl、 a2 g2、 a3 g3組成譯碼驅(qū)動(dòng)器的七段碼輸出口 TXYZ，三個(gè)BCD至七段碼譯碼 驅(qū)動(dòng)器的電源接譯碼驅(qū)動(dòng)器的電源端。 所述的脈沖計(jì)數(shù)器有同步計(jì)數(shù)器與異步計(jì)數(shù)器二種形式。 同步計(jì)數(shù)器由三個(gè)可預(yù)置加減DEC計(jì)數(shù)器、一個(gè)或門、二個(gè)D型觸發(fā)器、一個(gè)或非 門組成，三個(gè)DEC計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖輸入端CK、計(jì)數(shù)方向控制端U/D、復(fù)位端RST、置數(shù)端PE 的同名端連接在一起作為脈沖計(jì)數(shù)器對(duì)應(yīng)功能控制端，最低位DEC計(jì)數(shù)器X的進(jìn)/借位輸 入端CI接電源-Vp，而其進(jìn)/借位輸出端CO接高一位DEC計(jì)數(shù)器Y的進(jìn)/借位輸入端CI， 此高一位DEC計(jì)數(shù)器Y的進(jìn)/借位輸出端CO接更高一位DEC計(jì)數(shù)器Z的進(jìn)/借位輸入端 CI，如此DEC計(jì)數(shù)器的進(jìn)/借位輸入輸出端CI與CO接成鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，三個(gè)DEC計(jì)數(shù)器的預(yù) 置數(shù)據(jù)輸入口 PX1 PX4、 PY1 PY4、 PZ1 PZ4組成脈沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)初值設(shè)定輸入口 PXYZ，三個(gè)DEC計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)數(shù)值輸出口 QX1 QX4、 QY1 QY4、 QZ1 QZ4組成脈沖計(jì)數(shù) 器的計(jì)數(shù)數(shù)值輸出口 QXYZ，觸發(fā)器B的時(shí)鐘輸入端CK接高位DEC計(jì)數(shù)器Z的進(jìn)/借位輸出 端C0，觸發(fā)器B的數(shù)據(jù)輸入端D接電源+Vp，觸發(fā)器B的置位端SET接電源_Vp，脈沖計(jì)數(shù)器 的復(fù)位端RST與置數(shù)端PE 二個(gè)信號(hào)經(jīng)或門運(yùn)算輸出同時(shí)接觸發(fā)器B的復(fù)位端RST和觸發(fā) 器A的置位端SET,觸發(fā)器A的時(shí)鐘輸入端CK接脈沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖輸入端CK，觸發(fā)器A 的數(shù)據(jù)輸入端D接電源-Vp，觸發(fā)器A的復(fù)位端RST接電源-Vp，或非門的二個(gè)輸入端分別 接觸發(fā)器B的輸出端Q與觸發(fā)器A的輸出端Q，或非門的輸出端接為脈沖計(jì)數(shù)器的脈沖輸出 端PK，可預(yù)置加減DEC計(jì)數(shù)器、或門、D型觸發(fā)器、或非門的電源接脈沖計(jì)數(shù)器的電源端+Vp 和-Vp。 異步計(jì)數(shù)器由三個(gè)可預(yù)置加減DEC計(jì)數(shù)器、一個(gè)或門、二個(gè)D型觸發(fā)器、一個(gè)或非 門組成，連接方式與同步計(jì)數(shù)器基本相同，所不同的是DEC計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖輸入端CK與 進(jìn)/借位輸入輸出端CI和CO的接法，三個(gè)DEC計(jì)數(shù)器的進(jìn)/借位輸入端CI均接電源-Vp， 最低位DEC計(jì)數(shù)器X的計(jì)數(shù)脈沖輸入端CK接為脈沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖輸入端CK，而其進(jìn)/ 借位輸出端CO接高一位DEC計(jì)數(shù)器Y的計(jì)數(shù)脈沖輸入端CK，此高一位DEC計(jì)數(shù)器Y的進(jìn)/ 借位輸出端CO接更高一位DEC計(jì)數(shù)器Z的計(jì)數(shù)脈沖輸入端CK，如此可預(yù)置加減DEC計(jì)數(shù)器 的計(jì)數(shù)脈沖輸入端CK與進(jìn)/借位輸出端CO接成鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。 —種采用信號(hào)檢測(cè)整形電路的智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器，采用雙通道結(jié)構(gòu)，有一個(gè) 接地端GND、二個(gè)電源端即負(fù)電源端-Pv和正電源端+Pv，接收起跑發(fā)令槍聲信號(hào)或區(qū)段 起點(diǎn)光變信號(hào)、區(qū)段終點(diǎn)光變信號(hào)，并用微型鍵盤進(jìn)行設(shè)置或輸入數(shù)據(jù)，并具有LED狀態(tài)指 示、LED周數(shù)/時(shí)間顯示器輸出數(shù)據(jù)信息；智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器由穩(wěn)壓電源、二套信號(hào)檢 測(cè)整形電路、單片機(jī)系統(tǒng)、微型鍵盤、二個(gè)周數(shù)/時(shí)間顯示器、電阻Rl和R2、二極管Dl D4 組成，穩(wěn)壓電源接外部輸入電源+Pv和-Pi輸出電壓穩(wěn)定的電源+5V和-5V連接至信號(hào)檢 測(cè)整形電路、同時(shí)+5V電源連接至單片機(jī)系統(tǒng)，電阻R1、R2分別跨接在信號(hào)檢測(cè)整形電路的 輸出端XP1、XP2與單片機(jī)系統(tǒng)的輸入端ZP1、ZP2之間，二極管D3與D1、D4與D2串聯(lián)后跨 接在電源+5V與接地GND之間、其公共端分別接單片機(jī)系統(tǒng)的輸入端ZP1、ZP2，單片機(jī)系統(tǒng) 的鍵盤接口與微型鍵盤連接，單片機(jī)系統(tǒng)的二個(gè)顯示接口分別與二個(gè)周數(shù)/時(shí)間顯示器相
8連接。 所述的周數(shù)/時(shí)間顯示器采用掃描形式的帶雙點(diǎn)分隔符的四位八段LED數(shù)碼管顯 示器，所述的微型鍵盤采用3X3的掃描形式鍵盤，鍵盤9個(gè)鍵為一、一、t 、 I 、確認(rèn)、模式、 置數(shù)、復(fù)位清零、置位滿程，掃描形式的顯示器與掃描形式的鍵盤有助于減少連接接口的連 線數(shù)量。 —種采用簡(jiǎn)約型雷光觸發(fā)定時(shí)器或采用智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器的雙直線型自動(dòng) 計(jì)時(shí)跑道，采用多通道結(jié)構(gòu)，具有二條比賽通道、一條設(shè)備通道與二條走線通道，雙直線型 自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道由簡(jiǎn)約型或智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器、光束指向調(diào)整器與雙直線型跑道結(jié)構(gòu)體 組成，跑道結(jié)構(gòu)體由底板Zl、側(cè)板Z2、基板Z3、蓋板Z4及隔板Z5組成，二塊側(cè)板與一塊基 板組成H形結(jié)構(gòu)，其上部空間為比賽通道、下部空間為走線通道，二個(gè)H形結(jié)構(gòu)固定在底板 上，二個(gè)H形結(jié)構(gòu)間留出一定空間作為設(shè)備通道，走線通道與設(shè)備通道用隔板封閉或隔開， 隔板開有過線孔，設(shè)備通道上部由蓋板封口 ；光束指向調(diào)整器安裝于側(cè)板上靠近設(shè)備通道 兩端的位置，雷光觸發(fā)定時(shí)器安置在設(shè)備通道中，其清零按鈕、LED指示燈與時(shí)間顯示窗或 線控時(shí)鐘部分安裝于蓋板上，以利于觀察與操作，激光器一頭固定于側(cè)板開孔中、另一頭置 于光束指向調(diào)整器中，感光器安放于激光束照射到的對(duì)面?zhèn)劝宓拈_孔中，感光器、激光器與 雷光觸發(fā)定時(shí)器通過走線通道與設(shè)備通道行線連接。 —種采用計(jì)數(shù)型雷光觸發(fā)定時(shí)器或采用智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器的雙扁環(huán)型自動(dòng) 計(jì)時(shí)跑道，采用三通道結(jié)構(gòu)形式，具有二條比賽通道和一條設(shè)備通道，雙扁環(huán)型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑 道由計(jì)數(shù)型或智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器、光束指向調(diào)整器與雙扁環(huán)型跑道結(jié)構(gòu)體組成，跑道 結(jié)構(gòu)體由底座Hl、外側(cè)板H3、內(nèi)側(cè)板H2、蓋板H4與H5及隔板H6組成，外側(cè)板與內(nèi)側(cè)板構(gòu) 成相對(duì)距離固定的扁環(huán)形結(jié)構(gòu)，即彎道與直道的板間距相同，二個(gè)扁環(huán)形結(jié)構(gòu)固定在底板 上，二個(gè)扁環(huán)形結(jié)構(gòu)間留出一定空間作為設(shè)備通道，設(shè)備通道上部由蓋板封口、前后由隔板 封口，由內(nèi)側(cè)板圍成扁圓柱的上部開口也由蓋板封口 ；光束指向調(diào)整器安裝于內(nèi)側(cè)板上靠 近直道兩端的位置，雷光觸發(fā)定時(shí)器安置在設(shè)備通道中，其清零按鈕、LED指示燈、周數(shù)顯示 器與時(shí)間顯示器或線控時(shí)鐘部分安裝于蓋板上，以利于觀察與操作，激光器一頭固定于側(cè) 板開孔中、另一頭置于光束指向調(diào)整器中，感光器安放于激光束照射到的對(duì)面?zhèn)劝宓拈_孔 中。 —種采用計(jì)數(shù)型雷光觸發(fā)定時(shí)器或采用智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器的雙鵬鈴型自動(dòng)
計(jì)時(shí)跑道，采用三通道結(jié)構(gòu)形式，具有二條比賽通道和一條設(shè)備通道，雙啞鈴型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑
道由計(jì)數(shù)型或智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器、光束指向調(diào)整器與雙啞鈴型跑道結(jié)構(gòu)體組成，其組
成、結(jié)構(gòu)、位置關(guān)系與雙扁環(huán)型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道基本相同，所不同的是雙鵬鈴型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑
道的結(jié)構(gòu)體為滿足最大車體順利通過跑道，需要外側(cè)板在彎道部分外擴(kuò)，使能在直道中行
進(jìn)的最大車體也能在彎道中順利行進(jìn)，即彎道比直道的板間距要大一些，彎道外側(cè)板的內(nèi)
徑為雙扁環(huán)型彎道外側(cè)板的內(nèi)徑與最大車身長(zhǎng)的模，即兩者平方和的開方。 所述的光束指向調(diào)整器根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同有直接固定型與角彎固定型二種結(jié)
構(gòu)形式，其特征在于直接固定型光束指向調(diào)整器由T型管、調(diào)整鏍釘、固定鏍釘組成，T型
管的端面與圓柱面各開有周向均勻分布的螺孔，端面螺孔用于將光束指向調(diào)整器牢靠地固
定在跑道的側(cè)板上，圓柱面螺孔用于配合調(diào)整鏍釘調(diào)節(jié)激光光束的方向；角彎固定型光束
指向調(diào)整器由圓管、調(diào)整鏍釘、角彎、固定鏍釘組成，圓管徑向開有二排周向均勻分布的螺孔，一排螺孔用于固定角彎以將整個(gè)光束指向調(diào)整器牢靠地固定在跑道的側(cè)板上，另一排 螺孔用于配合調(diào)整鏍釘調(diào)節(jié)激光光束的方向。 自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道由雷光觸發(fā)定時(shí)器、光束指向調(diào)整器、跑道結(jié)構(gòu)體三個(gè)部分構(gòu)成，而 跑道結(jié)構(gòu)體有雙直線型、雙扁環(huán)型、雙啞鈴型三種結(jié)構(gòu)形式，是賽車、機(jī)器人速跑等比賽的 平臺(tái)。 本發(fā)明雷光觸發(fā)定時(shí)器及其自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道結(jié)構(gòu)合理、牢靠，雷光觸發(fā)定時(shí)器簡(jiǎn)單 可靠，并具有成本低、計(jì)時(shí)精度高、抗干擾能力強(qiáng)、便于維護(hù)等特點(diǎn)，在模型車比賽、機(jī)器人 速跑比賽以及時(shí)間測(cè)量、脈沖計(jì)數(shù)、速度測(cè)量等方面有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。


圖la R-S觸發(fā)器型信號(hào)檢測(cè)整形電路的電路原理圖。 圖lb滯環(huán)比較器型信號(hào)檢測(cè)整形電路的電路原理圖。 圖2信號(hào)檢測(cè)整形電路的信號(hào)輸入輸出波形。 圖3簡(jiǎn)約型雷光觸發(fā)定時(shí)器結(jié)構(gòu)框圖。 圖4邊沿_脈沖轉(zhuǎn)換器的電路原理圖。 圖5邊沿_脈沖轉(zhuǎn)換器的輸入輸出信號(hào)波形。 圖6a、6b輸出電壓固定型、可調(diào)型穩(wěn)壓電源。 圖7計(jì)數(shù)型雷光觸發(fā)定時(shí)器結(jié)構(gòu)框圖。 圖8周數(shù)顯示器的電路原理圖。 圖9帶點(diǎn)七段碼LED數(shù)碼管的外觀與引腳圖。 圖10譯碼驅(qū)動(dòng)器的電路原理圖。 圖lla同步計(jì)數(shù)器的電路原理圖。 圖llb異步計(jì)數(shù)器的電路原理圖。 圖12計(jì)數(shù)顯示器的工作波形。 圖13智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器結(jié)構(gòu)框圖。 圖14周數(shù)/時(shí)間顯示器外觀與引腳圖。 圖15微型鍵盤外觀與布局。 圖16智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器的工作波形。 圖17雙直線型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道的立體圖。 圖18雙直線型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道的截面圖。 圖19雙直線型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道的俯視圖。 圖20雙扁環(huán)型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道的俯視圖。 圖21雙啞鈴型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道的俯視圖。 圖22a雙扁環(huán)型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道的截面圖。 圖22b雙啞鈴型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道的截面圖。 圖23a、23b光束指向調(diào)整方式示意圖。 圖24a、24b直接固定型光束指向調(diào)整器立體示意圖、側(cè)向截面圖。 圖25a、25b角彎固定型光束指向調(diào)整器立體示意圖、側(cè)向截面圖。 圖26采用雷光觸發(fā)自動(dòng)計(jì)時(shí)裝置的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)跑道。
圖中各標(biāo)號(hào)表示如下 Zl、底板，Z2、側(cè)板，Z3、基板，Z4、蓋板，Z5、隔板; X1、T型管，X2、調(diào)整鏍釘，X3、固定鏍釘，X4、圓管，X5、角彎; Hl、底座，H2、內(nèi)側(cè)板，H3、外側(cè)板，H4、扁環(huán)蓋板，H5、中間蓋板，H6、隔板； Yl、中央立柱，Y2、立柱，Y3、平面反光鏡。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
實(shí)施例1 —種信號(hào)檢測(cè)整形電路，有一個(gè)接地端GND、二個(gè)電源端即負(fù)電源端-Vp和正電源 端+￥。、一個(gè)信號(hào)輸出端XP，根據(jù)電路接法的不同有R-S觸發(fā)器型與滯環(huán)比較器型二種結(jié)構(gòu) 形式。 信號(hào)檢測(cè)整形電路由傳聲器MIC、激光器LS11與LS12、感光器D11與D12、定時(shí)電 路555、開關(guān)SIO、電阻R10 R13、二極管D10、 LED發(fā)光管D13組成。 如圖la所示的R-S觸發(fā)器型信號(hào)檢測(cè)整形電路電阻R10與傳聲器MIC串聯(lián)后跨 接在正負(fù)電源+Vp與-Vp之間、其公共端通過二極管D10與開關(guān)S10的串聯(lián)電路接定時(shí)電 路555的Tri腳，用于在需要時(shí)采集發(fā)令槍聲信號(hào)；激光器LS11與LS12串聯(lián)后跨接在正 負(fù)電源+Vp與-Vp之間、其公共端接地，感光器Dll與電阻Rll串聯(lián)后跨接在正負(fù)電源+Vp 與-Vp之間、其公共端接定時(shí)電路555的Tri腳，電阻R12與感光器D12串聯(lián)后跨接在正負(fù) 電源+Vp與-Vp之間、其公共端接定時(shí)電路555的Thr腳，用于采集起跑線與終點(diǎn)線的光變 信號(hào)。 如圖lb所示的滯環(huán)比較器型信號(hào)檢測(cè)整形電路電阻R10與傳聲器MIC串聯(lián)后跨 接在正負(fù)電源+Vp與-Vp之間、其公共端通過二極管D10與開關(guān)S10的串聯(lián)電路接定時(shí)電 路555的Tri腳和Thr腳，用于在需要時(shí)采集發(fā)令槍聲信號(hào)；激光器LS11與LS12串聯(lián)后跨 接在正負(fù)電源+Vp與-Vp之間、其公共端接地，感光器Dll和D12分別與電阻Rll和R12并 聯(lián)后再串聯(lián)并跨接在正負(fù)電源+Vp與-Vp之間、其公共端接定時(shí)電路555的Tri腳和Thr 腳，用于采集起跑線與終點(diǎn)線的光變信號(hào)。 激光器LSll與LS12發(fā)出的光線分別對(duì)準(zhǔn)感光器D11與D12，信號(hào)檢測(cè)整形電路的 定時(shí)電路555的VDD腳與GND腳分別接正負(fù)電源+Vp與-Vp，定時(shí)電路555的Dis腳經(jīng)電阻 R13與發(fā)光管D13的串聯(lián)電路接電源+￥。，用于指示工作狀態(tài)；定時(shí)電路555的OUT腳接為 脈沖輸出端XP，輸出工作脈沖。 R-S觸發(fā)器型信號(hào)檢測(cè)整形電路的555定時(shí)電路組成R-S觸發(fā)器，滯環(huán)比較器型 信號(hào)檢測(cè)整形電路的555定時(shí)電路組成滯環(huán)比較器，工作時(shí)激光器開啟，感光器受到激光 照射電阻減小、電流增大，使555定時(shí)電路的Tri腳處于相對(duì)高電平狀態(tài)、而Thr腳則處于 相對(duì)低電平狀態(tài)，555定時(shí)電路的OUT腳保持復(fù)位后的初始狀態(tài)即低電平不變，555定時(shí)電 路通過Dis腳驅(qū)動(dòng)LED指示燈發(fā)光；當(dāng)發(fā)令槍聲響起，傳聲器檢測(cè)到如雷般高分貝的聲音信 號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)電壓波動(dòng)信號(hào)，導(dǎo)致555定時(shí)電路的Tri腳出現(xiàn)一組達(dá)到低電平的電壓波動(dòng)信 號(hào)，555定時(shí)電路輸出狀態(tài)翻轉(zhuǎn)為高電平，此時(shí)LED指示燈不發(fā)光；當(dāng)不使用發(fā)令槍或由開 關(guān)Sl斷開槍聲信號(hào)檢測(cè)電路時(shí)，賽車或機(jī)器人移動(dòng)而阻斷起點(diǎn)雷射光束到達(dá)感光器而產(chǎn)生起點(diǎn)撞線光變信號(hào)(區(qū)段起點(diǎn)光變信號(hào))，導(dǎo)致起點(diǎn)感光器電阻變大、電流減小，并導(dǎo)致 555定時(shí)電路的Tri腳出現(xiàn)一個(gè)或一組低電平脈沖信號(hào)，555定時(shí)電路輸出狀態(tài)翻轉(zhuǎn)為高電 平；賽車或機(jī)器人離開起點(diǎn)區(qū)域繼續(xù)移動(dòng)而阻斷終點(diǎn)雷射光束到達(dá)感光器時(shí)，產(chǎn)生終點(diǎn)撞 線光變信號(hào)(區(qū)段終點(diǎn)光變信號(hào))，導(dǎo)致終點(diǎn)感光器電阻變大、電流減小，并導(dǎo)致555定時(shí)電 路的Thr腳出現(xiàn)一個(gè)或一組高電平脈沖信號(hào)，555定時(shí)電路輸出狀態(tài)又翻轉(zhuǎn)為低電平，同時(shí) LED指示燈恢復(fù)發(fā)光；在賽車或機(jī)器人通過起點(diǎn)光束與終點(diǎn)光束所界定的范圍時(shí)，555定時(shí) 電路輸出一個(gè)高電平脈沖電壓信號(hào)。信號(hào)檢測(cè)整形電路的信號(hào)輸入輸出波形如圖2所示。
—種采用信號(hào)檢測(cè)整形電路的簡(jiǎn)約型雷光觸發(fā)定時(shí)器，如圖3所示，有一個(gè)接地 端GND、二個(gè)電源端即負(fù)電源端-Pv和正電源端+Pv ;簡(jiǎn)約型雷光觸發(fā)定時(shí)器由穩(wěn)壓電源、信 號(hào)檢測(cè)整形電路、邊沿-脈沖轉(zhuǎn)換器、雙脈沖線控時(shí)鐘組成，穩(wěn)壓電源接外部輸入電源+Pv 和-Pv、輸出電壓穩(wěn)定的電源+Vp和-Vp連接至信號(hào)檢測(cè)整形電路和邊沿_脈沖轉(zhuǎn)換器及 線控時(shí)鐘，信號(hào)檢測(cè)整形電路輸入起跑發(fā)令槍聲信號(hào)或起點(diǎn)撞線光變信號(hào)與終點(diǎn)撞線光變 信號(hào)、輸出區(qū)段單脈沖信號(hào)，邊沿-脈沖轉(zhuǎn)換器的輸入端SP與信號(hào)檢測(cè)整形電路的輸出端 XP相連、輸入?yún)^(qū)段單脈沖信號(hào)，邊沿_脈沖轉(zhuǎn)換器輸出對(duì)應(yīng)輸入單脈沖信號(hào)前后沿的雙脈 沖信號(hào)即前沿脈沖信號(hào)與后沿脈沖信號(hào)，線控時(shí)鐘的輸入端YP與邊沿-脈沖轉(zhuǎn)換器的輸 出端DP相連，線控時(shí)鐘在前沿脈沖信號(hào)開始時(shí)刻啟動(dòng)計(jì)時(shí)、在后沿脈沖信號(hào)開始時(shí)刻停止 計(jì)時(shí)，同時(shí)計(jì)時(shí)時(shí)間在線控時(shí)鐘的LED時(shí)間顯示窗中顯示，需重新計(jì)時(shí)時(shí)通過清零按鈕將 時(shí)間顯示窗顯示的時(shí)間清零復(fù)位。 如圖4所示的邊沿-脈沖轉(zhuǎn)換器由電容C30、電阻R30 R32、二極管D31 D34、 電壓比較器B3組成，四個(gè)二極管D31 D34組成單相整流橋，整流橋有二個(gè)交流輸入端、正 負(fù)二個(gè)直流輸出端，其中一個(gè)交流輸入端通過電容C30與電阻R30的串聯(lián)電路接轉(zhuǎn)換器的 輸入端SP、另一個(gè)交流輸入端接為轉(zhuǎn)換器的接地端GND，整流橋的直流負(fù)輸出端與正輸出 端分別通過電阻R31與R32接轉(zhuǎn)換器的正電源端+Vp與負(fù)電源端-Vp，比較器B3的正負(fù)輸 入端分別接整流橋的直流正負(fù)輸出端，比較器B3的正負(fù)電源端分別接為轉(zhuǎn)換器的正負(fù)電 源端+Vp與-Vp，比較器B3的輸出端接為轉(zhuǎn)換器的脈沖輸出端DP。 邊沿-脈沖轉(zhuǎn)換器的輸入電容C30與電阻R30及R31、 R32構(gòu)成微分電路，當(dāng)輸入 電壓不變時(shí)四個(gè)二極管構(gòu)成的橋式整流電路的負(fù)直流輸出端為正電壓，正直流輸出端為負(fù) 電壓，比較器B3輸出低電平；當(dāng)輸入脈沖電壓信號(hào)時(shí)，脈沖上升沿突變電壓使整流電路的 正直流輸出端電壓高于負(fù)直流輸出端電壓，比較器B3輸出高電平，延時(shí)一定時(shí)間后微分電 路狀態(tài)恢復(fù)，比較器B3恢復(fù)輸出低電平；脈沖下降沿突變電壓使整流電路的負(fù)直流輸出端 電壓低于正直流輸出端電壓，比較器B3同樣輸出高電平，延時(shí)一定時(shí)間后微分電路狀態(tài)恢 復(fù)，比較器B3恢復(fù)輸出低電平；S卩比較器輸出一個(gè)對(duì)應(yīng)于輸入脈沖上升沿(前沿)與下降 沿(后沿)的高電平雙脈沖信號(hào)。邊沿-脈沖轉(zhuǎn)換器的輸入輸出信號(hào)波形如圖5所示。
所述的穩(wěn)壓電源根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同有輸出電壓固定型與輸出電壓可調(diào)型二種形式， 穩(wěn)壓電源有一個(gè)接地端GND、 二個(gè)電源輸入端即正電源端+Pv與負(fù)電源端-Pv、 二個(gè)電源輸 出端即正電源端+Vp與負(fù)電源端-Vp。 如圖6a所示的輸出電壓固定型穩(wěn)壓電源由正三端穩(wěn)壓電路、負(fù)三端穩(wěn)壓電路、 電容C01 C04、二極管D01與D02組成，正三端穩(wěn)壓電路與負(fù)三端穩(wěn)壓電路的接地端GND 接為穩(wěn)壓電源的接地端GND，正三端穩(wěn)壓電路與負(fù)三端穩(wěn)壓電路的輸入Vi和輸出Vo接為穩(wěn)壓電源的輸入士Pv和輸出±Vp。 如圖6b所示的輸出電壓可調(diào)型穩(wěn)壓電源由正三端可調(diào)穩(wěn)壓電路、負(fù)三端可調(diào)穩(wěn) 壓電路、電阻R01 R04、電容C01 C04、二極管D01與D02組成，電阻R01與R03串聯(lián)后 跨接在接地端GND與電源輸出端+Vp之間、其公共端接正三端可調(diào)穩(wěn)壓電路調(diào)節(jié)端ADJ，電 阻R02與R04串聯(lián)后跨接在接地端GND與電源輸出端-Vp之間、其公共端接負(fù)三端可調(diào)穩(wěn) 壓電路調(diào)節(jié)端ADJ，正三端可調(diào)穩(wěn)壓電路與負(fù)三端可調(diào)穩(wěn)壓電路的輸入Vi和輸出Vo接為穩(wěn) 壓電源的輸入士Pv和輸出士Vp。 穩(wěn)壓電源的電容C01與C02置于電源輸入端作為輸入濾波電容，電容C03與C04 置于電源輸出端作為輸出濾波電容，二極管D01與D02分別反向接在穩(wěn)壓電源的輸入端與 輸出端之間。 所述的線控時(shí)鐘為具有按鍵清零功能、并可進(jìn)行線控的電子秒表，時(shí)間顯示分辨
率為10mS，六位LED七段碼顯示，最大計(jì)時(shí)與顯示時(shí)間為99分59. 99秒。 簡(jiǎn)約型雷光觸發(fā)定時(shí)器檢測(cè)起跑發(fā)令槍聲信號(hào)或起點(diǎn)撞線光變信號(hào)與終點(diǎn)撞線
光變信號(hào)，信號(hào)檢測(cè)整形電路輸出計(jì)時(shí)門控單脈沖信號(hào)，邊沿-脈沖轉(zhuǎn)換器輸出對(duì)應(yīng)計(jì)時(shí)
門控單脈沖信號(hào)邊沿的雙脈沖信號(hào)控制線控時(shí)鐘計(jì)時(shí)，線控時(shí)鐘顯示從起跑發(fā)令槍聲或起
點(diǎn)撞線開始、至終點(diǎn)撞線結(jié)束所經(jīng)歷的時(shí)間。線控時(shí)鐘不清零繼續(xù)進(jìn)行比賽或測(cè)試，則簡(jiǎn)約
型雷光觸發(fā)定時(shí)器繼續(xù)計(jì)時(shí)顯示累計(jì)的時(shí)間。 —種采用信號(hào)檢測(cè)整形電路的計(jì)數(shù)型雷光觸發(fā)定時(shí)器，如圖7所示，有一個(gè)接地 端GND、二個(gè)電源端即負(fù)電源端-Pv和正電源端+Pv ;計(jì)數(shù)型雷光觸發(fā)定時(shí)器由穩(wěn)壓電源、信 號(hào)檢測(cè)整形電路、計(jì)數(shù)顯示器、單脈沖線控時(shí)鐘、計(jì)數(shù)初值設(shè)定撥碼開關(guān)、開關(guān)S1 S3及電 阻Rl與R2組成，穩(wěn)壓電源接外部輸入電源+Pv和-Pi輸出電壓穩(wěn)定的電源+Vp和-Vp連 接至信號(hào)檢測(cè)整形電路與計(jì)數(shù)顯示器及線控時(shí)鐘，信號(hào)檢測(cè)整形電路輸入起跑發(fā)令槍聲信 號(hào)或區(qū)段起點(diǎn)光變信號(hào)與區(qū)段終點(diǎn)光變信號(hào)、輸出區(qū)段脈沖信號(hào)，計(jì)數(shù)顯示器輸入端CK接 信號(hào)檢測(cè)整形電路的輸出端XP、輸入?yún)^(qū)段脈沖信號(hào)；單刀雙擲開關(guān)S3的常開與常閉端分別 接電源+Vp與-Vp.公共端接計(jì)數(shù)顯示器的計(jì)數(shù)方向控制端U/D，開關(guān)Sl與電阻Rl串連后 跨接在電源+Vp與-Vp之間、其公共端接計(jì)數(shù)顯示器的復(fù)位端RST，開關(guān)S2與電阻R2串連 后跨接在電源+Vp與-Vp之間、其公共端接計(jì)數(shù)顯示器的置數(shù)端PE，含有上拉排阻的12位 計(jì)數(shù)初值設(shè)定撥碼開關(guān)其上拉排阻公共端接電源+￥。、其撥碼開關(guān)公共端接電源-Vp、12位 排阻與撥碼開關(guān)的公共端與計(jì)數(shù)顯示器的計(jì)數(shù)初值設(shè)定輸入口 PXYZ相連接，計(jì)數(shù)顯示器 自初值開始對(duì)輸入脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)并顯示計(jì)數(shù)值，倒計(jì)數(shù)時(shí)計(jì)數(shù)顯示器輸出自初值N開始至 計(jì)數(shù)到0的區(qū)間單脈沖信號(hào)，順計(jì)數(shù)時(shí)計(jì)數(shù)顯示器輸出自初值N開始至計(jì)數(shù)到999的區(qū)間 單脈沖信號(hào)；計(jì)數(shù)顯示器的輸出端PK接線控時(shí)鐘的輸入端YP，線控時(shí)鐘在前沿信號(hào)時(shí)刻啟 動(dòng)計(jì)時(shí)、在后沿信號(hào)時(shí)刻停止計(jì)時(shí)，同時(shí)計(jì)時(shí)時(shí)間在線控時(shí)鐘的LED時(shí)間顯示窗中顯示，需 重新測(cè)量時(shí)復(fù)位或置數(shù)計(jì)數(shù)器、而計(jì)時(shí)器則通過清零按鈕復(fù)位歸零。 所述的計(jì)數(shù)顯示器由脈沖計(jì)數(shù)器、譯碼驅(qū)動(dòng)器、脈沖周數(shù)顯示器、反向緩沖器U21 與U22組成，脈沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖輸入端CK、計(jì)數(shù)脈沖輸出端PK、計(jì)數(shù)方向控制端U/D、 復(fù)位端RST、置數(shù)端PE、計(jì)數(shù)初值設(shè)定輸入口 PXYZ即為計(jì)數(shù)顯示器的相應(yīng)端口，脈沖計(jì)數(shù)器 的計(jì)數(shù)數(shù)值輸出口 QXYZ接譯碼驅(qū)動(dòng)器的BCD碼輸入口 SXYZ，譯碼驅(qū)動(dòng)器的七段碼輸出口 TXYZ接周數(shù)顯示器的七段碼輸入口 RXYZ，周數(shù)顯示器的公共端COM接正電源+Vp，計(jì)數(shù)方向
13控制端U/D接周數(shù)顯示器的輸入端Pl、同時(shí)經(jīng)反向緩沖器U21接周數(shù)顯示器的輸入端P3，
計(jì)數(shù)脈沖輸出端PK經(jīng)反向緩沖器U22接周數(shù)顯示器的輸入端P2，脈沖計(jì)數(shù)器與譯碼驅(qū)動(dòng)器
及反向緩沖器的正負(fù)電源端分別接計(jì)數(shù)顯示器的正負(fù)電源+Vp與-Vp。 如圖8所示的周數(shù)顯示器由三位帶點(diǎn)七段碼LED數(shù)碼管與24個(gè)限流電阻組成，
LED數(shù)碼管采用共陽形式，三位數(shù)碼管的公共端連接在一起作為周數(shù)顯示器的公共端COM，
組成數(shù)碼管的每個(gè)發(fā)光二極管引出腳串接一個(gè)限流電阻，限流電阻對(duì)應(yīng)七段碼引腳部分
al gl、 a2 g2、 a3 g3組成周數(shù)顯示器的七段碼輸入口 RXYZ，而小數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的引腳
pl、p2、p3另外引出備用。帶點(diǎn)七段碼LED數(shù)碼管的外觀與引腳圖如圖9所示。 如圖10所示的譯碼驅(qū)動(dòng)器由三個(gè)BCD至七段碼譯碼驅(qū)動(dòng)器組成，BCD碼輸入引腳
部分A1 Dl、 A2 D2、 A3 D3組成譯碼驅(qū)動(dòng)器的BCD碼輸入口 SXYZ，七段碼輸出引腳
部分al gl、 a2 g2、 a3 g3組成譯碼驅(qū)動(dòng)器的七段碼輸出口 TXYZ，三個(gè)BCD至七段
碼譯碼驅(qū)動(dòng)器的電源接譯碼驅(qū)動(dòng)器的電源端+Vp和-Vp。 所述的脈沖計(jì)數(shù)器有同步計(jì)數(shù)器與異步計(jì)數(shù)器二種形式。 如圖11a所示的同步計(jì)數(shù)器由三個(gè)可預(yù)置加減DEC計(jì)數(shù)器、一個(gè)或門、二個(gè)D型觸 發(fā)器、一個(gè)或非門組成，三個(gè)DEC計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖輸入端CK、計(jì)數(shù)方向控制端U/D、復(fù)位端 RST、置數(shù)端PE的同名端連接在一起作為脈沖計(jì)數(shù)器對(duì)應(yīng)功能控制端，最低位DEC計(jì)數(shù)器X 的進(jìn)/借位輸入端CI接電源-Vp，而其進(jìn)/借位輸出端CO接高一位DEC計(jì)數(shù)器Y的進(jìn)/借 位輸入端CI，此高一位DEC計(jì)數(shù)器Y的進(jìn)/借位輸出端CO接更高一位DEC計(jì)數(shù)器Z的進(jìn) /借位輸入端CI，如此DEC計(jì)數(shù)器的進(jìn)/借位輸入輸出端CI與CO接成鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，三個(gè)DEC 計(jì)數(shù)器的預(yù)置數(shù)據(jù)輸入口 PX1 PX4、PY1 PY4、PZ1 PZ4組成脈沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)初值設(shè) 定輸入口 PXYZ，三個(gè)DEC計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)數(shù)值輸出口 QX1 QX4、QY1 QY4、QZ1 QZ4組成 脈沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)數(shù)值輸出口 QXYZ，觸發(fā)器B的時(shí)鐘輸入端CK接高位DEC計(jì)數(shù)器Z的進(jìn)/ 借位輸出端CO，觸發(fā)器B的數(shù)據(jù)輸入端D接電源+Vp，觸發(fā)器B的置位端SET接電源-Vp， 脈沖計(jì)數(shù)器的復(fù)位端RST與置數(shù)端PE 二個(gè)信號(hào)經(jīng)或門運(yùn)算輸出同時(shí)接觸發(fā)器B的復(fù)位端 RST和觸發(fā)器A的置位端SET,觸發(fā)器A的時(shí)鐘輸入端CK接脈沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖輸入端 CK，觸發(fā)器A的數(shù)據(jù)輸入端D接電源-Vp，觸發(fā)器A的復(fù)位端RST接電源-Vp，或非門的二個(gè) 輸入端分別接觸發(fā)器B的輸出端Q與觸發(fā)器A的輸出端Q，或非門的輸出端接為脈沖計(jì)數(shù)器 的脈沖輸出端PK，可預(yù)置加減DEC計(jì)數(shù)器、或門、D型觸發(fā)器、或非門的電源接脈沖計(jì)數(shù)器的 電源端+Vp和-Vp。 如圖11b所示的異步計(jì)數(shù)器由三個(gè)可預(yù)置加減DEC計(jì)數(shù)器、一個(gè)或門、二個(gè)D型觸 發(fā)器、一個(gè)或非門組成，連接方式與同步計(jì)數(shù)器基本相同，所不同的是DEC計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈 沖輸入端CK與進(jìn)/借位輸入輸出端CI和CO的接法，三個(gè)DEC計(jì)數(shù)器的進(jìn)/借位輸入端CI 均接電源-Vp，最低位DEC計(jì)數(shù)器X的計(jì)數(shù)脈沖輸入端CK接為脈沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖輸入 端CK，而其進(jìn)/借位輸出端CO接高一位DEC計(jì)數(shù)器Y的計(jì)數(shù)脈沖輸入端CK，此高一位DEC 計(jì)數(shù)器Y的進(jìn)/借位輸出端CO接更高一位DEC計(jì)數(shù)器Z的計(jì)數(shù)脈沖輸入端CK，如此可預(yù)置 加減DEC計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖輸入端CK與進(jìn)/借位輸出端CO接成鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。
計(jì)數(shù)顯示器由脈沖計(jì)數(shù)器、譯碼驅(qū)動(dòng)器、周數(shù)顯示器、反向緩沖器等組成，脈沖計(jì) 數(shù)器輸出信號(hào)經(jīng)反向緩沖器控制周數(shù)顯示器中間一位數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)顯示計(jì)數(shù)顯示器的 輸出狀態(tài)(燈亮表示正在計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)中)，方向控制信號(hào)控制脈沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)加減方式，并直接驅(qū)動(dòng)低位數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)、同時(shí)通過反向緩沖器控制高位數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)，即高位點(diǎn)亮低位點(diǎn)暗時(shí)表示計(jì)數(shù)器為加法計(jì)數(shù)狀態(tài)、高位點(diǎn)暗低位點(diǎn)亮?xí)r表示計(jì)數(shù)器為減法計(jì)數(shù)狀態(tài)。加法計(jì)數(shù)時(shí)，計(jì)數(shù)器先通過RST信號(hào)復(fù)位或通過PE信號(hào)置數(shù)，計(jì)數(shù)開始第一個(gè)脈沖到時(shí)觸發(fā)D型觸發(fā)器A輸出低電平，至計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)增至999 (或900 999)時(shí)高位DEC計(jì)數(shù)器的進(jìn)/借位輸出低電平，在下一個(gè)脈沖到來時(shí)高位DEC計(jì)數(shù)器的進(jìn)/借位輸出高電平，并觸發(fā)D型觸發(fā)器B輸出高電平，觸發(fā)器A與觸發(fā)器B的輸出經(jīng)過或非門運(yùn)算輸出一個(gè)高電平寬脈沖。減法計(jì)數(shù)時(shí)，計(jì)數(shù)器先通過RST信號(hào)復(fù)位或通過PE信號(hào)置數(shù)，計(jì)數(shù)開始第一個(gè)脈沖到時(shí)觸發(fā)D型觸發(fā)器A輸出低電平，至計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)減至000 (或099 000)時(shí)高位DEC計(jì)數(shù)器的進(jìn)/借位輸出低電平，在下一個(gè)脈沖到來時(shí)高位DEC計(jì)數(shù)器的進(jìn)/借位輸出高電平，并觸發(fā)D型觸發(fā)器B輸出高電平，觸發(fā)器A與觸發(fā)器B的輸出經(jīng)過或非門運(yùn)算輸出一個(gè)高電平寬脈沖。通過預(yù)置不同的計(jì)數(shù)初值，計(jì)數(shù)器產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖數(shù)可設(shè)定的高電平門控脈沖信號(hào)。同時(shí)，脈沖計(jì)數(shù)器輸出數(shù)據(jù)經(jīng)譯碼驅(qū)動(dòng)器輸入周數(shù)顯示器，周數(shù)顯示器顯示脈沖周數(shù)計(jì)數(shù)值。計(jì)數(shù)顯示器的工作波形如圖12所示。 計(jì)數(shù)型雷光觸發(fā)定時(shí)器檢測(cè)起跑發(fā)令槍聲信號(hào)或區(qū)段起點(diǎn)光變信號(hào)與區(qū)段終點(diǎn)光變信號(hào)，信號(hào)檢測(cè)整形電路輸出循環(huán)脈沖信號(hào)，計(jì)數(shù)顯示器對(duì)循環(huán)脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)并顯示脈沖周數(shù)值，加法計(jì)數(shù)時(shí)顯示NNN 999、000 999、000 999、……，減法計(jì)數(shù)時(shí)顯示:NNN 000、999 000、999 000、……；同時(shí)計(jì)數(shù)顯示器輸出由預(yù)置初值決定脈寬的脈沖作為計(jì)時(shí)門控單脈沖信號(hào)，控制線控時(shí)鐘計(jì)時(shí)。線控時(shí)鐘顯示從起跑發(fā)令槍聲或起點(diǎn)撞線開始、經(jīng)過由預(yù)置初值相對(duì)應(yīng)的循環(huán)圈數(shù)后所經(jīng)歷的時(shí)間，在設(shè)定的脈沖數(shù)到后繼續(xù)輸入脈沖信號(hào)，則計(jì)數(shù)顯示器將循環(huán)計(jì)數(shù)，而線控時(shí)鐘則不會(huì)累計(jì)計(jì)時(shí)，時(shí)間顯示不變。
—種采用信號(hào)檢測(cè)整形電路的智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器，如圖13所示，采用雙通道結(jié)構(gòu)，有一個(gè)接地端GND、二個(gè)電源端即負(fù)電源端-Pv和正電源端+Pv ;智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器由穩(wěn)壓電源、二套信號(hào)檢測(cè)整形電路、單片機(jī)系統(tǒng)、微型鍵盤、二個(gè)周數(shù)/時(shí)間顯示器、電阻Rl和R2、二極管Dl D4組成，穩(wěn)壓電源接外部輸入電源+Pv和-Pi輸出電壓穩(wěn)定的電源+5V和-5V連接至信號(hào)檢測(cè)整形電路、同時(shí)+5V電源連接至單片機(jī)系統(tǒng)，信號(hào)檢測(cè)整形電路輸入起跑發(fā)令槍聲信號(hào)或區(qū)段起點(diǎn)光變信號(hào)與區(qū)段終點(diǎn)光變信號(hào)、輸出區(qū)段脈沖信號(hào)，電阻Rl、 R2分別跨接在信號(hào)檢測(cè)整形電路的輸出端XP1、 XP2與單片機(jī)系統(tǒng)的輸入端ZP1、ZP2之間，二極管D3與D1、D4與D2串聯(lián)后跨接在電源+5V與接地GND之間、其公共端分別接單片機(jī)系統(tǒng)的輸入端ZP1、 ZP2，電阻Rl與R2及二極管Dl D4完成信號(hào)傳送與電平變換功能，單片機(jī)系統(tǒng)的鍵盤接口與微型鍵盤連接，單片機(jī)系統(tǒng)的二個(gè)顯示接口分別與二個(gè)周數(shù)/時(shí)間顯示器相連接，單片機(jī)系統(tǒng)通過微型鍵盤設(shè)置工作模式或變更工作參數(shù)，單片機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)周數(shù)/時(shí)間顯示器顯示脈沖計(jì)數(shù)值、時(shí)間量及相關(guān)工作狀態(tài)。
如圖14所示的周數(shù)/時(shí)間顯示器采用掃描形式的帶雙點(diǎn)分隔符的四位八段LED數(shù)碼管顯示器，如圖15所示的微型鍵盤采用3X3的掃描形式鍵盤，鍵盤9個(gè)鍵為一、一、個(gè)、I 、確認(rèn)、模式、置數(shù)、復(fù)位清零、置位滿程，掃描形式的顯示器與掃描形式的鍵盤有助于減少連接接口的連線數(shù)量。 智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器檢測(cè)起跑發(fā)令槍聲信號(hào)或區(qū)段起點(diǎn)光變信號(hào)與區(qū)段終點(diǎn)光變信號(hào)，信號(hào)檢測(cè)整形電路輸出循環(huán)脈沖信號(hào)，單片機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)部計(jì)數(shù)器對(duì)循環(huán)脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)并顯示計(jì)數(shù)數(shù)值，同時(shí)根據(jù)預(yù)置數(shù)據(jù)輸出相應(yīng)的寬脈沖作為計(jì)時(shí)門控脈沖信號(hào)，計(jì)時(shí)門控脈沖信號(hào)直接控制單片機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)部時(shí)鐘計(jì)時(shí)，并顯示從起跑發(fā)令槍聲或起點(diǎn)撞線開始、經(jīng)過預(yù)置數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的脈沖周數(shù)后所經(jīng)歷的時(shí)間。智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器的數(shù)據(jù)預(yù)置、順計(jì)數(shù)或倒計(jì)數(shù)顯示、復(fù)位、置數(shù)、置位等功能均通過微型鍵盤操作實(shí)現(xiàn)。通過鍵盤的設(shè)置，智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器在直道模式時(shí)可以設(shè)定在單次計(jì)時(shí)(單個(gè)單次比賽)或累計(jì)時(shí)間(多個(gè)接力比賽)狀態(tài)下工作，在環(huán)道模式時(shí)可以設(shè)定在一次預(yù)置計(jì)數(shù)(單個(gè)多圈比賽)或最大循環(huán)計(jì)數(shù)(循環(huán)耐力比賽)狀態(tài)下工作。智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器可以在計(jì)數(shù)狀態(tài)中切換到順計(jì)數(shù)顯示模式或倒計(jì)數(shù)顯示模式，倒計(jì)時(shí)顯示NNNN 0000，順計(jì)時(shí)顯示0000 NNNN。智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器兼有計(jì)數(shù)型雷光觸發(fā)定時(shí)器的功能，而且模式變換與參數(shù)設(shè)置更為簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)顯示更靈活、使用更方便。智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器的工作波形如圖16所示。 —種采用簡(jiǎn)約型雷光觸發(fā)定時(shí)器或采用智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器的雙直線型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道，采用多通道結(jié)構(gòu)，具有二條比賽通道、一條設(shè)備通道與二條走線通道；雙直線型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道由簡(jiǎn)約型或智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器、光束指向調(diào)整器與雙直線型跑道結(jié)構(gòu)體組成，跑道結(jié)構(gòu)體由底板Zl、側(cè)板Z2、基板Z3、蓋板Z4及隔板Z5組成，二塊側(cè)板與一塊基板組成H形結(jié)構(gòu)，其上部空間為比賽通道、下部空間為走線通道，二個(gè)H形結(jié)構(gòu)固定在底板上，二個(gè)H形結(jié)構(gòu)間留出一定空間作為設(shè)備通道，走線通道與設(shè)備通道用隔板封閉或隔開，隔板開有過線孔，設(shè)備通道上部由蓋板封口 ；光束指向調(diào)整器安裝于側(cè)板上靠近設(shè)備通道兩端的位置，雷光觸發(fā)定時(shí)器安置在設(shè)備通道中，其清零按鈕、LED指示燈與時(shí)間顯示窗或線控時(shí)鐘部分安裝于蓋板上，以利于觀察與操作，激光器一頭固定于側(cè)板開孔中、另一頭置于光束指向調(diào)整器中，感光器安放于激光束照射到的對(duì)面?zhèn)劝宓拈_孔中，感光器、激光器與雷光觸發(fā)定時(shí)器通過走線通道與設(shè)備通道行線連接。雙直線型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道的立體圖、截面圖、俯視圖如圖17、圖18、圖19所示。 —種采用計(jì)數(shù)型雷光觸發(fā)定時(shí)器或采用智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器的雙扁環(huán)型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道，采用三通道結(jié)構(gòu)形式，具有二條比賽通道和一條設(shè)備通道；雙扁環(huán)型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道由計(jì)數(shù)型或智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器、光束指向調(diào)整器與雙扁環(huán)型跑道結(jié)構(gòu)體組成，跑道結(jié)構(gòu)體由底座Hl、外側(cè)板H3、內(nèi)側(cè)板H2、蓋板H4與H5及隔板H6組成，外側(cè)板與內(nèi)側(cè)板構(gòu)成相對(duì)距離固定的扁環(huán)形結(jié)構(gòu)，即彎道與直道的板間距相同，二個(gè)扁環(huán)形結(jié)構(gòu)固定在底板上，二個(gè)扁環(huán)形結(jié)構(gòu)間留出一定空間作為設(shè)備通道，設(shè)備通道上部由蓋板封口、前后由隔板封口，由內(nèi)側(cè)板圍成扁圓柱的上部開口也由蓋板封口 ；光束指向調(diào)整器安裝于內(nèi)側(cè)板上靠近直道兩端的位置，雷光觸發(fā)定時(shí)器安置在設(shè)備通道中，其清零按鈕、LED指示燈、周數(shù)顯示器與時(shí)間顯示器或線控時(shí)鐘部分安裝于蓋板上，以利于觀察與操作，激光器一頭固定于側(cè)板開孔中、另一頭置于光束指向調(diào)整器中，感光器安放于激光束照射到的對(duì)面?zhèn)劝宓拈_孔中。雙扁環(huán)型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道的俯視圖如圖20所示，雙扁環(huán)型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道的截面圖如圖22a所示。 —種采用計(jì)數(shù)型雷光觸發(fā)定時(shí)器或采用智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器的雙鵬鈴型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道，采用三通道結(jié)構(gòu)形式，具有二條比賽通道和一條設(shè)備通道；雙啞鈴型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道由計(jì)數(shù)型或智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器、光束指向調(diào)整器與雙啞鈴型跑道結(jié)構(gòu)體組成，其組成、結(jié)構(gòu)、位置關(guān)系與雙扁環(huán)型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道基本相同，所不同的是雙鵬鈴型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道的結(jié)構(gòu)體為滿足最大車體順利通過跑道，需要外側(cè)板在彎道部分外擴(kuò)，使能在直道中行
16進(jìn)的最大車體也能在彎道中順利行進(jìn)，即彎道比直道的板間距要大一些，彎道外側(cè)板的內(nèi)徑為雙扁環(huán)型彎道外側(cè)板的內(nèi)徑與最大車身長(zhǎng)的模，即兩者平方和的開方。雙啞鈴型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道的俯視圖如圖21所示，雙鵬鈴型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道的截面圖如圖22b所示。
所述的光束指向調(diào)整器根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同有直接固定型與角彎固定型二種結(jié)構(gòu)形式，其特征在于直接固定型光束指向調(diào)整器由T型管、調(diào)整鏍釘、固定鏍釘組成，T型管的端面與圓柱面各開有周向均勻分布的螺孔，端面螺孔用于將光束指向調(diào)整器牢靠地固定在跑道的側(cè)板上，圓柱面螺孔用于配合調(diào)整鏍釘調(diào)節(jié)激光光束的方向；角彎固定型光束指向調(diào)整器由圓管、調(diào)整鏍釘、角彎、固定鏍釘組成，圓管徑向開有二排周向均勻分布的螺孔，一排螺孔用于固定角彎以將整個(gè)光束指向調(diào)整器牢靠地固定在跑道的側(cè)板上，另一排螺孔用于配合調(diào)整鏍釘調(diào)節(jié)激光光束的方向。光束指向調(diào)整方式示意圖如圖23a、23b所示，直接固定型光束指向調(diào)整器立體示意圖與側(cè)向截面圖如圖24a、24b所示，角彎固定型光束指向調(diào)整器立體示意圖與側(cè)向截面圖如圖25a、25b所示。 激光，又稱雷射光，具有亮度高、方向一致性好等特點(diǎn)，采用雷射光束作為賽車、機(jī)
器人速跑等比賽的位置與時(shí)間測(cè)量工具具有精度高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 雷光觸發(fā)定時(shí)器采用電池或市電經(jīng)降壓整流濾波得到的±8V ± 10V的初級(jí)直
流電源作為電源輸入，穩(wěn)壓電源輸出雷光觸發(fā)定時(shí)器其它各功能單元所需的±5V的直流電源。 雷光觸發(fā)定時(shí)器其信號(hào)檢測(cè)整形電路的傳聲器采用駐極體傳聲器，激光器采用半導(dǎo)體激光器，感光器采用光敏電阻或光敏二極管或光敏三極管，555定時(shí)電路采用ICM7555或ICM7556，邊沿-脈沖轉(zhuǎn)換器的四個(gè)整流二極管采用一個(gè)單相橋式整流器，電壓比較器可以采用運(yùn)算放大器或具有類似功能的電路代替，譯碼驅(qū)動(dòng)器的BCD至七段碼譯碼驅(qū)動(dòng)器采用CD4511或CD4543，脈沖計(jì)數(shù)器的可預(yù)置加減DEC計(jì)數(shù)器采用CD4029或CD4510， D型觸發(fā)器采用CD4013，或門采用CD4071，或非門采用CD4001，計(jì)數(shù)顯示器的反相緩沖器采用CD4009或CD4049，而智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器單片機(jī)系統(tǒng)的單片中央處理器采用8051系列單片機(jī)。 跑道結(jié)構(gòu)件采用塑料或木質(zhì)材料，并采用自攻鏍釘或再加膠水連接固定，結(jié)構(gòu)件邊緣用砂紙磨去棱角，木質(zhì)材料外部涂以清漆。 光束指向調(diào)整器的圓管或T型管、角彎與鏍釘采用不銹鋼、銅質(zhì)、鋁合金或鍍鋅鐵質(zhì)材料。光束指向調(diào)整器固定于跑道側(cè)板上，圓柱形激光器一頭固定在側(cè)板的開孔中，另一頭為光束指向調(diào)整器所固定，側(cè)板的開孔略帶圓弧形，以便于光束指向調(diào)整器調(diào)節(jié)激光器的光束方向，使雷射光束能精確地對(duì)準(zhǔn)跑道對(duì)面的感光器。 雷光觸發(fā)定時(shí)器的電路板、傳聲器固定于設(shè)備通道內(nèi)，LED指示燈、按鍵或鍵盤、周
數(shù)/時(shí)間顯示器或線控時(shí)鐘固定于蓋板上，便于操作和觀察數(shù)據(jù)信息。 雷光觸發(fā)自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道用于賽車與機(jī)器人速跑等比賽項(xiàng)目，使用簡(jiǎn)單方便，計(jì)時(shí)
精度高，是賽車與機(jī)器人速度比賽、計(jì)時(shí)比賽或接力比賽、耐力比賽的平臺(tái)。 實(shí)施例2 雷光觸發(fā)自動(dòng)計(jì)時(shí)裝置及其運(yùn)動(dòng)場(chǎng)跑道 采用雷光觸發(fā)自動(dòng)計(jì)時(shí)裝置的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)跑道如圖26所示。 運(yùn)動(dòng)場(chǎng)跑道采用雙扁環(huán)型塑膠跑道形式，雷光觸發(fā)自動(dòng)計(jì)時(shí)裝置有五個(gè)立柱一
17于跑道旁接近直道兩
端的地方，兩個(gè)扁環(huán)型塑膠跑道中間對(duì)準(zhǔn)立柱的位置安置有平面反光鏡Y3。 組成雷光觸發(fā)自動(dòng)計(jì)時(shí)裝置的雷光觸發(fā)定時(shí)器采用計(jì)數(shù)型或智能型雷光觸發(fā)定
時(shí)器，兼用于短距離直道速度比賽與長(zhǎng)距離環(huán)道速度比賽的自動(dòng)計(jì)時(shí)。 兩個(gè)扁環(huán)型塑膠跑道采用兩套計(jì)數(shù)型雷光觸發(fā)定時(shí)器或一套智能型雷光觸發(fā)定
時(shí)器，雷光觸發(fā)定時(shí)器的按鍵或鍵盤、線控時(shí)鐘或周數(shù)/時(shí)間顯示器置于中央立柱內(nèi)，方便
統(tǒng)一操作，光束指向調(diào)整器、傳聲器、激光器、感光器則置于跑道立柱內(nèi)。 雷光觸發(fā)自動(dòng)計(jì)時(shí)裝置同一個(gè)通道的激光器與感光器處于跑道的同一側(cè)，電纜連
接較為簡(jiǎn)單方便。 雷光觸發(fā)自動(dòng)計(jì)時(shí)裝置的激光器發(fā)出的光束經(jīng)中間平面反光鏡Y3反射到同側(cè)感 光器，檢測(cè)起點(diǎn)光變信號(hào)與終點(diǎn)光變信號(hào)，與傳聲器及信號(hào)處理電路等一起組成計(jì)時(shí)系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)跑道比賽的自動(dòng)計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)。
權(quán)利要求
一種信號(hào)檢測(cè)整形電路，有一個(gè)接地端GND、二個(gè)電源端即負(fù)電源端-Vp和正電源端+Vp、一個(gè)信號(hào)輸出端XP，根據(jù)電路接法的不同有R-S觸發(fā)器型與滯環(huán)比較器型二種結(jié)構(gòu)形式；其特征在于信號(hào)檢測(cè)整形電路由傳聲器MIC、激光器LS11與LS12、感光器D11與D12、定時(shí)電路555、開關(guān)S10、電阻R10～R13、二極管D10、LED發(fā)光管D13組成；R-S觸發(fā)器型信號(hào)檢測(cè)整形電路電阻R10與傳聲器MIC串聯(lián)后跨接在正負(fù)電源+Vp與-Vp之間、其公共端通過二極管D10與開關(guān)S10的串聯(lián)電路接定時(shí)電路555的Tri腳，激光器LS1l與LS12串聯(lián)后跨接在正負(fù)電源+Vp與-Vp之間、其公共端接地，感光器D11與電阻R11串聯(lián)后跨接在正負(fù)電源+Vp與-Vp之間、其公共端接定時(shí)電路555的Tri腳，電阻R12與感光器D12串聯(lián)后跨接在正負(fù)電源+Vp與-Vp之間、其公共端接定時(shí)電路555的Thr腳；滯環(huán)比較器型信號(hào)檢測(cè)整形電路電阻R10與傳聲器MIC串聯(lián)后跨接在正負(fù)電源+Vp與-Vp之間、其公共端通過二極管D10與開關(guān)S10的串聯(lián)電路接定時(shí)電路555的Tri腳和Thr腳，激光器LS11與LS12串聯(lián)后跨接在正負(fù)電源+Vp與-Vp之間、其公共端接地，感光器D11和D12分別與電阻R11和R12并聯(lián)后再串聯(lián)并跨接在正負(fù)電源+Vp與-Vp之間、其公共端接定時(shí)電路555的Tri腳和Thr腳；激光器LS11與LS12發(fā)出的光線分別對(duì)準(zhǔn)感光器D11與D12，信號(hào)檢測(cè)整形電路的定時(shí)電路555的VDD腳與GND腳分別接正負(fù)電源+Vp與-Vp，定時(shí)電路555的Dis腳經(jīng)電阻R13與發(fā)光管D13的串聯(lián)電路接電源+Vp，定時(shí)電路555的OUT腳接為脈沖輸出端XP。
2. —種采用權(quán)利要求1所述信號(hào)檢測(cè)整形電路的簡(jiǎn)約型雷光觸發(fā)定時(shí)器，有一個(gè)接地 端GND、二個(gè)電源端即負(fù)電源端-Pv和正電源端+ ^接收起跑發(fā)令槍聲信號(hào)或起點(diǎn)撞線光 變信號(hào)、終點(diǎn)撞線光變信號(hào)，并具有LED狀態(tài)指示、LED時(shí)間顯示與計(jì)時(shí)清零功能；其特征在 于簡(jiǎn)約型雷光觸發(fā)定時(shí)器由穩(wěn)壓電源、信號(hào)檢測(cè)整形電路、邊沿-脈沖轉(zhuǎn)換器、雙脈沖線 控時(shí)鐘組成，穩(wěn)壓電源接外部輸入電源+Pv和-Pi輸出電壓穩(wěn)定的電源+Vp和-Vp連接至 信號(hào)檢測(cè)整形電路和邊沿-脈沖轉(zhuǎn)換器及線控時(shí)鐘，信號(hào)檢測(cè)整形電路的輸出端XP與邊 沿_脈沖轉(zhuǎn)換器的輸入端SP相連，邊沿-脈沖轉(zhuǎn)換器的輸出端DP與線控時(shí)鐘的輸入端YP 相連。
3. 按權(quán)利要求2所述的簡(jiǎn)約型雷光觸發(fā)定時(shí)器，其特征在于所述的邊沿_脈沖轉(zhuǎn)換 器由電容C30、電阻R30 R32、二極管D31 D34、電壓比較器B3組成，四個(gè)二極管D31 D34組成單相整流橋，整流橋有二個(gè)交流輸入端、正負(fù)二個(gè)直流輸出端，其中一個(gè)交流輸入 端通過電容C30與電阻R30的串聯(lián)電路接轉(zhuǎn)換器的輸入端SP、另一個(gè)交流輸入端接為轉(zhuǎn)換 器的接地端GND，整流橋的直流負(fù)輸出端與正輸出端分別通過電阻R31與R32接轉(zhuǎn)換器的正 電源端+Vp與負(fù)電源端-Vp，比較器B3的正負(fù)輸入端分別接整流橋的直流正負(fù)輸出端，比較 器B3的正負(fù)電源端分別接為轉(zhuǎn)換器的正負(fù)電源端+Vp與-Vp，比較器B3的輸出端接為轉(zhuǎn)換 器的脈沖輸出端DP。
4. 一種采用權(quán)利要求1所述信號(hào)檢測(cè)整形電路的計(jì)數(shù)型雷光觸發(fā)定時(shí)器，有一個(gè)接地 端GND、二個(gè)電源端即負(fù)電源端-Pv和正電源端+ ^接收起跑發(fā)令槍聲信號(hào)或區(qū)段起點(diǎn)光 變信號(hào)、區(qū)段終點(diǎn)光變信號(hào)，具有計(jì)數(shù)方向控制功能、計(jì)數(shù)器復(fù)位功能、計(jì)數(shù)器置數(shù)功能、計(jì) 數(shù)初值設(shè)定功能，并具有LED狀態(tài)指示、LED時(shí)間顯示與計(jì)時(shí)清零功能；其特征在于計(jì)數(shù)型 雷光觸發(fā)定時(shí)器由穩(wěn)壓電源、信號(hào)檢測(cè)整形電路、計(jì)數(shù)顯示器、單脈沖線控時(shí)鐘、計(jì)數(shù)初值 設(shè)定撥碼開關(guān)、開關(guān)Sl S3及電阻Rl與R2組成，穩(wěn)壓電源接外部輸入電源+Pv和-Pi輸出電壓穩(wěn)定的電源+Vp和-Vp連接至信號(hào)檢測(cè)整形電路與計(jì)數(shù)顯示器及線控時(shí)鐘，計(jì)數(shù)顯 示器輸入端CK接信號(hào)檢測(cè)整形電路的輸出端XP ;單刀雙擲開關(guān)S3的常開與常閉端分別接 電源+￥。與4。、公共端接計(jì)數(shù)顯示器的計(jì)數(shù)方向控制端^0，開關(guān)51與電阻R1串連后跨 接在電源+Vp與-Vp之間、其公共端接計(jì)數(shù)顯示器的復(fù)位端RST，開關(guān)S2與電阻R2串連后 跨接在電源+Vp與-Vp之間、其公共端接計(jì)數(shù)顯示器的置數(shù)端PE，含有上拉排阻的12位計(jì) 數(shù)初值設(shè)定撥碼開關(guān)其上拉排阻公共端接電源+￥。、其撥碼開關(guān)公共端接電源-Vp、12位排 阻與撥碼開關(guān)的公共端與計(jì)數(shù)顯示器的計(jì)數(shù)初值設(shè)定輸入口 PXYZ相連接，計(jì)數(shù)顯示器的 輸出端PK接線控時(shí)鐘的輸入端YP。
5.按權(quán)利要求4所述的計(jì)數(shù)型雷光觸發(fā)定時(shí)器，其特征在于所述的計(jì)數(shù)顯示器由脈 沖計(jì)數(shù)器、譯碼驅(qū)動(dòng)器、脈沖周數(shù)顯示器、反向緩沖器U21與U22組成，脈沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈 沖輸入端CK、計(jì)數(shù)脈沖輸出端PK、計(jì)數(shù)方向控制端U/D、復(fù)位端RST、置數(shù)端PE、計(jì)數(shù)初值設(shè) 定輸入口 PXYZ即為計(jì)數(shù)顯示器的相應(yīng)端口 ，脈沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)數(shù)值輸出口 QXYZ接譯碼驅(qū) 動(dòng)器的BCD碼輸入口 SXYZ，譯碼驅(qū)動(dòng)器的七段碼輸出口 TXYZ接周數(shù)顯示器的七段碼輸入 口 RXYZ，周數(shù)顯示器的公共端COM接正電源+Vp，計(jì)數(shù)方向控制端U/D接周數(shù)顯示器的輸入 端Pl、同時(shí)經(jīng)反向緩沖器U21接周數(shù)顯示器的輸入端P3，計(jì)數(shù)脈沖輸出端PK經(jīng)反向緩沖器 U22接周數(shù)顯示器的輸入端P2，脈沖計(jì)數(shù)器與譯碼驅(qū)動(dòng)器及反向緩沖器的正負(fù)電源端分別 接計(jì)數(shù)顯示器的正負(fù)電源+Vp與-Vp ;所述的周數(shù)顯示器由三位帶點(diǎn)七段碼LED數(shù)碼管與 24個(gè)限流電阻組成，LED數(shù)碼管采用共陽形式，三位數(shù)碼管的公共端連接在一起作為周數(shù) 顯示器的公共端COM，組成數(shù)碼管的每個(gè)發(fā)光二極管引出腳串接一個(gè)限流電阻，限流電阻對(duì) 應(yīng)七段碼引腳部分al gl、 a2 g2、 a3 g3組成周數(shù)顯示器的七段碼輸入口 RXYZ，而 小數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的引腳pl、p2、p3另外引出備用；所述的譯碼驅(qū)動(dòng)器由三個(gè)BCD至七段碼譯碼 驅(qū)動(dòng)器組成，BCD碼輸入引腳部分A1 D1、A2 D2、A3 D3組成譯碼驅(qū)動(dòng)器的BCD碼輸 入口 SXYZ，七段碼輸出引腳部分al gl、 a2 g2、 a3 g3組成譯碼驅(qū)動(dòng)器的七段碼輸 出口 TXYZ，三個(gè)BCD至七段碼譯碼驅(qū)動(dòng)器的電源接譯碼驅(qū)動(dòng)器的電源端+Vp和-Vp ;所述的 脈沖計(jì)數(shù)器有同步計(jì)數(shù)器與異步計(jì)數(shù)器二種形式；同步計(jì)數(shù)器由三個(gè)可預(yù)置加減DEC計(jì)數(shù) 器、一個(gè)或門、二個(gè)D型觸發(fā)器、一個(gè)或非門組成，三個(gè)DEC計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖輸入端CK、計(jì) 數(shù)方向控制端U/D、復(fù)位端RST、置數(shù)端PE的同名端連接在一起作為脈沖計(jì)數(shù)器對(duì)應(yīng)功能控 制端，最低位DEC計(jì)數(shù)器X的進(jìn)/借位輸入端CI接電源-Vp，而其進(jìn)/借位輸出端CO接高 一位DEC計(jì)數(shù)器Y的進(jìn)/借位輸入端CI ，此高一位DEC計(jì)數(shù)器Y的進(jìn)/借位輸出端CO接更 高一位DEC計(jì)數(shù)器Z的進(jìn)/借位輸入端CI，如此DEC計(jì)數(shù)器的進(jìn)/借位輸入輸出端CI與 CO接成鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，三個(gè)DEC計(jì)數(shù)器的預(yù)置數(shù)據(jù)輸入口 PX1 PX4、PY1 PY4、PZ1 PZ4組 成脈沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)初值設(shè)定輸入口 PXYZ，三個(gè)DEC計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)數(shù)值輸出口 QX1 QX4、 QY1 QY4、QZ1 QZ4組成脈沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)數(shù)值輸出口 QXYZ，觸發(fā)器B的時(shí)鐘輸入端CK 接高位DEC計(jì)數(shù)器Z的進(jìn)/借位輸出端C0，觸發(fā)器B的數(shù)據(jù)輸入端D接電源+Vp，觸發(fā)器B 的置位端SET接電源-Vp，脈沖計(jì)數(shù)器的復(fù)位端RST與置數(shù)端PE 二個(gè)信號(hào)經(jīng)或門運(yùn)算輸出 同時(shí)接觸發(fā)器B的復(fù)位端RST和觸發(fā)器A的置位端SET,觸發(fā)器A的時(shí)鐘輸入端CK接脈沖 計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖輸入端CK，觸發(fā)器A的數(shù)據(jù)輸入端D接電源-Vp，觸發(fā)器A的復(fù)位端RST 接電源-Vp，或非門的二個(gè)輸入端分別接觸發(fā)器B的輸出端Q與觸發(fā)器A的輸出端Q，或非 門的輸出端接為脈沖計(jì)數(shù)器的脈沖輸出端PK，可預(yù)置加減DEC計(jì)數(shù)器、或門、D型觸發(fā)器、或非門的電源接脈沖計(jì)數(shù)器的電源端+Vp和-Vp ;異步計(jì)數(shù)器由三個(gè)可預(yù)置加減DEC計(jì)數(shù) 器、一個(gè)或門、二個(gè)D型觸發(fā)器、一個(gè)或非門組成，連接方式與同步計(jì)數(shù)器基本相同，所不同 的是DEC計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖輸入端CK與進(jìn)/借位輸入輸出端CI和CO的接法，三個(gè)DEC計(jì) 數(shù)器的進(jìn)/借位輸入端CI均接電源-Vp，最低位DEC計(jì)數(shù)器X的計(jì)數(shù)脈沖輸入端CK接為脈 沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖輸入端CK，而其進(jìn)/借位輸出端CO接高一位DEC計(jì)數(shù)器Y的計(jì)數(shù)脈沖 輸入端CK，此高一位DEC計(jì)數(shù)器Y的進(jìn)/借位輸出端CO接更高一位DEC計(jì)數(shù)器Z的計(jì)數(shù)脈 沖輸入端CK，如此可預(yù)置加減DEC計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖輸入端CK與進(jìn)/借位輸出端CO接成 鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。
6. —種采用權(quán)利要求1所述信號(hào)檢測(cè)整形電路的智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器，采用雙通道 結(jié)構(gòu)，有一個(gè)接地端GND、二個(gè)電源端即負(fù)電源端-Pv和正電源端+Pv，接收起跑發(fā)令槍聲 信號(hào)或區(qū)段起點(diǎn)光變信號(hào)、區(qū)段終點(diǎn)光變信號(hào)，并用微型鍵盤進(jìn)行設(shè)置或輸入數(shù)據(jù)，并具有 LED狀態(tài)指示、LED周數(shù)/時(shí)間顯示器輸出數(shù)據(jù)信息；其特征在于智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器 由穩(wěn)壓電源、二套信號(hào)檢測(cè)整形電路、單片機(jī)系統(tǒng)、微型鍵盤、二個(gè)周數(shù)/時(shí)間顯示器、電阻 Rl和R2、二極管Dl D4組成，穩(wěn)壓電源接外部輸入電源+Pv和-Pi輸出電壓穩(wěn)定的電源 +5V和-5V連接至信號(hào)檢測(cè)整形電路、同時(shí)+5V電源連接至單片機(jī)系統(tǒng)，電阻R1、R2分別跨 接在信號(hào)檢測(cè)整形電路的輸出端XP1、XP2與單片機(jī)系統(tǒng)的輸入端ZP1、ZP2之間，二極管D3 與D1、D4與D2串聯(lián)后跨接在電源+5V與接地GND之間、其公共端分別接單片機(jī)系統(tǒng)的輸入 端ZP1、ZP2，單片機(jī)系統(tǒng)的鍵盤接口與微型鍵盤連接，單片機(jī)系統(tǒng)的二個(gè)顯示接口分別與二 個(gè)周數(shù)/時(shí)間顯示器相連接；所述的周數(shù)/時(shí)間顯示器采用掃描形式的帶雙點(diǎn)分隔符的四 位八段LED數(shù)碼管顯示器，所述的微型鍵盤采用3X3的掃描形式鍵盤，鍵盤9個(gè)鍵為一、 —、t 、 I 、確認(rèn)、模式、置數(shù)、復(fù)位清零、置位滿程。
7. —種采用權(quán)利要求2所述簡(jiǎn)約型雷光觸發(fā)定時(shí)器或采用權(quán)利要求6所述智能型雷光 觸發(fā)定時(shí)器的雙直線型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道，采用多通道結(jié)構(gòu)，具有二條比賽通道、一條設(shè)備通道 與二條走線通道，其特征在于雙直線型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道由簡(jiǎn)約型或智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器、 光束指向調(diào)整器與雙直線型跑道結(jié)構(gòu)體組成，跑道結(jié)構(gòu)體由底板、側(cè)板、基板、蓋板及隔板 組成，二塊側(cè)板與一塊基板組成H形結(jié)構(gòu)，其上部空間為比賽通道、下部空間為走線通道， 二個(gè)H形結(jié)構(gòu)固定在底板上，二個(gè)H形結(jié)構(gòu)間留出一定空間作為設(shè)備通道，走線通道與設(shè)備 通道用隔板封閉或隔開，隔板開有過線孔，設(shè)備通道上部由蓋板封口 ；光束指向調(diào)整器安裝 于側(cè)板上靠近設(shè)備通道兩端的位置，雷光觸發(fā)定時(shí)器安置在設(shè)備通道中，其清零按鈕、LED 指示燈與時(shí)間顯示窗或線控時(shí)鐘部分安裝于蓋板上，激光器一頭固定于側(cè)板開孔中、另一 頭置于光束指向調(diào)整器中，感光器安放于激光束照射到的對(duì)面?zhèn)劝宓拈_孔中，感光器、激光 器與雷光觸發(fā)定時(shí)器通過走線通道與設(shè)備通道行線連接。
8. —種采用權(quán)利要求4所述計(jì)數(shù)型雷光觸發(fā)定時(shí)器或采用權(quán)利要求6所述智能型雷光 觸發(fā)定時(shí)器的雙扁環(huán)型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道，采用三通道結(jié)構(gòu)形式，具有二條比賽通道和一條設(shè) 備通道，其特征在于雙扁環(huán)型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道由計(jì)數(shù)型或智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器、光束指向 調(diào)整器與雙扁環(huán)型跑道結(jié)構(gòu)體組成，跑道結(jié)構(gòu)體由底座、外側(cè)板、內(nèi)側(cè)板、蓋板及隔板組成， 外側(cè)板與內(nèi)側(cè)板構(gòu)成相對(duì)距離固定的扁環(huán)形結(jié)構(gòu)，即彎道與直道的板間距相同，二個(gè)扁環(huán) 形結(jié)構(gòu)固定在底板上，二個(gè)扁環(huán)形結(jié)構(gòu)間留出一定空間作為設(shè)備通道，設(shè)備通道上部由蓋 板封口、前后由隔板封口，由內(nèi)側(cè)板圍成扁圓柱的上部開口也由蓋板封口 ；光束指向調(diào)整器安裝于內(nèi)側(cè)板上靠近直道兩端的位置，雷光觸發(fā)定時(shí)器安置在設(shè)備通道中，其清零按鈕、 LED指示燈、周數(shù)顯示器與時(shí)間顯示器或線控時(shí)鐘部分安裝于蓋板上，激光器一頭固定于側(cè) 板開孔中、另一頭置于光束指向調(diào)整器中，感光器安放于激光束照射到的對(duì)面?zhèn)劝宓拈_孔 中。
9. 一種采用權(quán)利要求4所述計(jì)數(shù)型雷光觸發(fā)定時(shí)器或采用權(quán)利要求6所述智能型雷 光觸發(fā)定時(shí)器的雙啞鈴型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道，采用三通道結(jié)構(gòu)形式，具有二條比賽通道和一條 設(shè)備通道，其特征在于雙啞鈴型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道由計(jì)數(shù)型或智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器、光束指 向調(diào)整器與雙啞鈴型跑道結(jié)構(gòu)體組成，其組成、結(jié)構(gòu)、位置關(guān)系與雙扁環(huán)型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道基 本相同，所不同的是雙鵬鈴型自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道的結(jié)構(gòu)體為滿足最大車體順利通過跑道，需要外側(cè)板在彎道部分外擴(kuò)，使能在直道中行進(jìn)的最大車體也能在彎道中順利行進(jìn)，即彎道比 直道的板間距要大一些，彎道外側(cè)板的內(nèi)徑為雙扁環(huán)型彎道外側(cè)板的內(nèi)徑與最大車身長(zhǎng)的 模，即兩者平方和的開方。
10. 按權(quán)利要求7或權(quán)利要求8或權(quán)利要求9所述的自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道，所述的光束指向調(diào)整器根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同有直接固定型與角彎固定型二種結(jié)構(gòu)形式，其特征在于直接固定型光束指向調(diào)整器由T型管、調(diào)整鏍釘、固定鏍釘組成，T型管的端面與圓柱面各開有周向均勻分布的螺孔，端面螺孔用于將光束指向調(diào)整器牢靠地固定在跑道的側(cè)板上，圓柱面螺孔用于配合調(diào)整鏍釘調(diào)節(jié)激光光束的方向；角彎固定型光束指向調(diào)整器由圓管、調(diào)整鏍 釘、角彎、固定鏍釘組成，圓管徑向開有二排周向均勻分布的螺孔，一排螺孔用于固定角彎 以將整個(gè)光束指向調(diào)整器牢靠地固定在跑道的側(cè)板上，另一排螺孔用于配合調(diào)整鏍釘調(diào)節(jié) 激光光束的方向。
全文摘要
本發(fā)明涉及信號(hào)檢測(cè)整形電路與雷光觸發(fā)定時(shí)器及其自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道，屬于非電量測(cè)量、自動(dòng)控制與電子設(shè)備領(lǐng)域。信號(hào)檢測(cè)整形電路由感聲器、激光器、感光器、定時(shí)電路555、開關(guān)、電阻、二極管、LED發(fā)光管組成，簡(jiǎn)約型/計(jì)數(shù)型雷光觸發(fā)定時(shí)器由穩(wěn)壓電源、信號(hào)檢測(cè)整形電路、邊沿-脈沖轉(zhuǎn)換器/計(jì)數(shù)顯示器、線控時(shí)鐘等組成，智能型雷光觸發(fā)定時(shí)器由穩(wěn)壓電源、信號(hào)檢測(cè)整形電路、單片機(jī)系統(tǒng)、微型鍵盤、周數(shù)/時(shí)間顯示器等組成。而自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道可分為雙直線型、雙扁環(huán)型、雙啞鈴型三種類型，由雷光觸發(fā)定時(shí)器、光束指向調(diào)整器與跑道結(jié)構(gòu)體組成。自動(dòng)計(jì)時(shí)跑道則使用簡(jiǎn)便，計(jì)時(shí)精度高，是速度、計(jì)時(shí)或接力、耐力比賽的平臺(tái)，在時(shí)間測(cè)量、脈沖計(jì)數(shù)、速度測(cè)量等方面有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)H03K19/0175GK101729045SQ20091019659
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月27日
發(fā)明者倪靜雨, 司霞, 張瀟丹, 朱嘉慧, 朱明 申請(qǐng)人:上海大學(xué)