專利名稱：繼電器配合cmos開關檢查電極的踩踏式報警器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種踩踏式防盜報警裝置，特別是一種能夠自動檢查行、列電極狀態(tài)的踩踏式報警器。
背景技術：
利用單片機對行電極輸出掃描信號，檢測列電極上的電平狀態(tài)，可以探測到踩踏式報警器是否受到了人的踩踏，其結(jié)構例如“防寵物踩踏式報警器及其輪廓法測量面積區(qū)分腳型的方法”(申請?zhí)?2010102285159，申請公布號:CN 102339513 A，申請公布日:2012.02.01)所公布。但是，該類裝置尚存在兩個缺點:1)沒有考慮到行電極發(fā)生粘連時可能會損毀其串入并出電路的輸出口，除非其串入并出電路具備開集電極電路結(jié)構；2)不能夠檢查電極發(fā)生的故障，影響使用效率。
發(fā)明內(nèi)容為了克服所述踩踏式報警裝置的上述缺點，本實用新型提供一種繼電器配合CMOS開關檢查電極的踩踏式報警器，它為行電極組設計了隔離電路，使得行電極發(fā)生粘連也適應各類串入并出電路，并且，利用兩組電極的特點，采用兩個小型繼電器檢查列電極的狀態(tài)，安排了 CMOS模擬開關電路檢查行電極的狀態(tài)，所述電極的狀態(tài)包括:電極發(fā)生斷線、同一組電極存在相鄰電極粘連以及行電極與列電極發(fā)生交叉粘連。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:它包括列電極組、行電極組、單片機系統(tǒng)、串入并出電路、并入串進電路、音樂電路以及電源。其中，列電極組和行電極組分別由一個長方形框架的兩側(cè)絕緣隔離并支撐著，每一組電極由彼此獨立、間距均勻、裸露的導線組成，兩組導線排列的方向相互垂直；單片機系統(tǒng)包括一塊單片機及其晶振電路和上電復位電路、程序存儲器以及隨機存儲器，單片機的輸出口線P3.7連接到音樂電路的輸入端，電源供電本裝置的各部分電路；串入并出電路由74HC164級聯(lián)組成:第一塊74HC164的信號串行輸入端A連接到單片機的輸出口線Pl.2，其最高位輸出端QH連接到第二塊74HC164的信號串行輸入端A，第二塊74HC164的最高位輸出端QH連接到第三塊74HC164的信號串行輸入端A，依次類推，全部74HC164的清零端與信號串行輸入端B都連接到電源的正極，全部74HC164的時鐘信號輸入端都連接到單片機的輸出口線Pl.3，每一塊74HC164有8位并行輸出端，全部74HC164的并行輸出端一起依序構成串入并出電路的并行輸出端；并入串進電路由74HC165級聯(lián)組成:最后一塊74HC165的并入串出信號端QH連接到前一塊74HC165的信號串行輸入端DS，依次類推，第一塊74HC165的并入串出信號端QH連接到單片機的輸入口線Pl.5，全部74HC165的并入數(shù)據(jù)裝載控制端/PL都連接到單片機的輸出口線Pl.6，全部74HC165的時鐘信號輸入端都連接到單片機的輸出口線Pl.7，全部74HC165的時鐘使能輸入端/CE都連接到電源的負極，全部74HC165的所有并行輸入端一起依序構成并入串進電路的并行輸入端。本實用新型還包括兩個繼電器及其激勵電路以及兩組CMOS模擬開關；每組CMOS模擬開關都由單個的CMOS模擬開關組成，其數(shù)目等于行電極組電極數(shù)目的一半，它們的輸入端都連接到電源的正極；行電極組電極的一端各自經(jīng)過一個隔離二極管依序連接到串入并出電路的各個并行輸出端，它們的另一端按照奇、偶排列順序分別連接到一組CMOS模擬開關的各個控制端，各個控制端都連接有一個下拉電阻，該組CMOS模擬開關的各個輸出端與一個下拉電阻以及單片機的一根輸入口線并聯(lián)起來；列電極組的電極各自連接一個下拉電阻，它們的一端依序連接到并入串進電路的各個并行輸入端，它們的另一端按照奇、偶排列順序分別連接到一個繼電器及其激勵電路的各個輸出端；兩個繼電器及其激勵電路的控制端各自連接到單片機的一根輸出口線。兩個繼電器及其激勵電路的結(jié)構相同，分別由一個三極管、一個基極電阻、一個下拉電阻、一組二極管、一個繼電器及其續(xù)流二極管組成；其中，基極電阻的一端構成該繼電器及其激勵電路的控制端，其另一端與三極管的基極以及一個下拉電阻并聯(lián)，電源、繼電器的線圈、三極管的集電極及其發(fā)射極構成串聯(lián)回路，續(xù)流二極管采取與三極管集電極電流流向相反的方式并聯(lián)在繼電器線圈的兩端，繼電器的受控開關的一端連接到電源正極，該受控開關的另一端與一組二極管的正極并聯(lián)，該組二極管的數(shù)目對應列電極組電極數(shù)目的一半，它們的負極構成該繼電器及其激勵電路的各個輸出端。某個繼電器動作時，電源通過其受控開關以及所連接的二極管往一組列電極上輸出一個高電平，該組列電極是奇數(shù)組列電極或偶數(shù)組列電極之一。如果單片機通過并入串進電路檢測得到該高電平，說明相應的列電極是導通的。假設此時另一個繼電器不動作，其受控開關斷開著，相應的另一組列電極上由于連接有下拉電阻而呈現(xiàn)低電平。這時，當相鄰列電極發(fā)生粘連，會使得粘連的兩根列電極上都表現(xiàn)出高電平，因此，單片機通過并入串進電路的檢測結(jié)果得出相鄰列電極發(fā)生粘連的結(jié)論?？傊?，讓兩個繼電器一先一后發(fā)生動作即可檢查列電極的狀態(tài)。CMOS模擬開關的控制端上為低電平的時候,該CMOS模擬開關的輸入端與輸出端之間呈現(xiàn)很高的電阻，而當CMOS模擬開關的控制端上為高電平的時候，該CMOS模擬開關的輸入端與輸出端之間呈現(xiàn)低電阻。因此，當操作串入并出電路逐根移位送出高電平的行掃描檢查信號的時候，會有一組CMOS模擬開關的某個控制端因呈高電平而有效，相應的CMOS模擬開關導通，使得其輸出端表現(xiàn)為電源電壓，單片機據(jù)此判斷該根行電極是導通的。如果該高電平行電極與相鄰的行電極出現(xiàn)粘連，該相鄰的行電極上不再是低電平，而是由于短路而引入的高電平，這導致另一組CMOS模擬開關的某個控制端因呈高電平而有效，相應的CMOS模擬開關導通，其輸出端也表現(xiàn)為電源電壓。即是說，單片機與兩組CMOS模擬開關的輸出端相連的兩根輸入口線同時會檢測到兩個高電平信號。故障部位對應著串入并出電路輸出高電平行掃描檢查信號的那根行電極。每根行電極與串入并出電路的各個輸出端之間串入了一個隔離電阻，而該行電極的另一端連接到單個CMOS模擬開關的控制端，而CMOS模擬開關的控制端不消耗電流，具有高阻特性，因此，行電極之間彼此電隔離了，不會讓一根行電極上的電平反向影響到粘連電極所對應的串入并出電路的輸出狀態(tài)，彼此之間也不發(fā)生影響。正常的掃描檢測工作也可以檢測行電極與列電極是否發(fā)生交叉粘連。本實用新型的有益效果是:運用市售的2個小型繼電器把高電平引導到列電極上，供單片機通過并入串進電路檢查列電極的狀態(tài)，而使用兩組CMOS模擬開關電路把串入并出電路逐根行電極輸出的高電平信號送往單片機的兩根輸入口線以檢查行電極的狀態(tài)，使得“踩踏式”系列報警裝置具備了自檢能力，同時，由于串入了隔離二極管，解決了行電極粘連反向影響串入并出電路的問題；技術新穎、可行。
以下結(jié)合附圖進一步具體說明本實用新型。

圖1是本實用新型的整體結(jié)構示意圖。圖2是采用⑶4066組織的一組CMOS模擬開關原理圖。圖3是采用⑶4007組織的一組CMOS模擬開關原理圖。圖4是采用三態(tài)門搭建的一組CMOS模擬開關原理圖。圖5是一個繼電器及其激勵電路的電路原理圖。圖中，1.單片機系統(tǒng)，2.串入并出電路，3.并入串進電路，41.奇數(shù)組行電極，42.偶數(shù)組行電極，51.奇數(shù)組列電極，52.偶數(shù)組列電極，81.—組CMOS模擬開關，82.—組CMOS模擬開關，91.繼電器及其激勵電路，92.繼電器及其激勵電路，93.兩個繼電器之一。
具體實施方式
本實用新型的整體結(jié)構如圖1所示。圖中，串入并出電路(2)由74HC164級聯(lián)組成，并入串進電路(3)由74HC165級聯(lián)組成，它們的數(shù)目對應著行電極與列電極的數(shù)量。實現(xiàn)串行移位輸入、輸出功能的集成電路還可以選用其它的類型。音樂電路用于發(fā)聲報警，由單片機(I)的P3.7激勵。單片機(I)有關口線可以另行安排。奇數(shù)組行電極(41)與偶數(shù)組行電極(42)分別連接到一組CMOS模擬開關(81)與一組CMOS模擬開關(82)的各個控制端上。串入并出電路(2)與行電極之間的二極管用于隔離各個行電極。奇數(shù)組列電極(51)與偶數(shù)組列電極(52)分別連接到繼電器及其激勵電路(91)與繼電器及其激勵電路(92)的各個輸出端。兩個繼電器及其激勵電路的電路如圖5所示，其中，二極管用于隔離各個列電極。其中的繼電器(93)選用小型、低功耗的，其工作電壓采用DC5V即可，配置0.01uF、0.1uF與470uF的濾波電容。圖2、圖3與圖4都表示一組CMOS模擬開關的原理圖，分別采用CMOS模擬開關⑶4066、CM0SFET模擬開關⑶4007與三態(tài)門電路來組織，它們不同于三極管，是CMOS集成電路，不消耗串入并出電路的輸出電流。其中，三態(tài)門常用于邏輯電路和總線，對電流具有方向性，現(xiàn)在利用其結(jié)構特點，用作模擬電子開關。
權利要求1.一種繼電器配合CMOS開關檢查電極的踩踏式報警器，它包括列電極組、行電極組、單片機系統(tǒng)、串入并出電路、并入串進電路、音樂電路以及電源，其特征是:它還包括兩個繼電器及其激勵電路以及兩組CMOS模擬開關；其中，列電極組和行電極組分別由一個長方形框架的兩側(cè)絕緣隔離并支撐著，每一組電極由彼此獨立、間距均勻、裸露的導線組成，兩組導線排列的方向相互垂直；單片機系統(tǒng)包括一塊單片機及其晶振電路和上電復位電路、程序存儲器以及隨機存儲器，單片機的輸出口線P3.7連接到音樂電路的輸入端，電源供電本裝置的各部分電路；串入并出電路由74HC164級聯(lián)組成:第一塊74HC164的信號串行輸入端A連接到單片機的輸出口線P1.2，其最高位輸出端QH連接到第二塊74HC164的信號串行輸入端A，第二塊74HC164的最高位輸出端QH連接到第三塊74HC164的信號串行輸入端A，依次類推，全部74HC164的清零端與信號串行輸入端B都連接到電源的正極，全部74HC164的時鐘信號輸入端都連接到單片機的輸出口線Pl.3，每一塊74HC164有8位并行輸出端，全部74HC164的并行輸出端一起依序構成串入并出電路的并行輸出端；并入串進電路由74HC165級聯(lián)組成:最后一塊74HC165的并入串出信號端QH連接到前一塊74HC165的信號串行輸入端DS，依次類推，第一塊74HC165的并入串出信號端QH連接到單片機的輸入口線Pl.5，全部74HC165的并入數(shù)據(jù)裝載控制端/PL都連接到單片機的輸出口線Pl.6，全部74HC165的時鐘信號輸入端都連接到單片機的輸出口線Pl.7，全部74HC165的時鐘使能輸入端/CE都連接到電源的負極，全部74HC165的所有并行輸入端一起依序構成并入串進電路的并行輸入端；每組CMOS模擬開關都由單個的CMOS模擬開關組成，其數(shù)目等于行電極組電極數(shù)目的一半，它們的輸入端都連接到電源的正極，它們的控制端都連接有一個下拉電阻；行電極組電極的一端各自經(jīng)過一個隔離二極管依序連接到串入并出電路的各個并行輸出端，它們的另一端按照奇、偶排列順序分別連接到一組CMOS模擬開關的各個控制端，該組CMOS模擬開關的各個輸出端與一個下拉電阻以及單片機的一根輸入口線并聯(lián)起來；列電極組的電極各自連接一個下拉電阻，它們的一端依序連接到并入串進電路的各個并行輸入端，它們的另一端按照奇、偶排列順序分別連接到一個繼電器及其激勵電路的各個輸出端；兩個繼電器及其激勵電路的控制端各自連接到單片機的一根輸出口線。
2.根據(jù)權利要求1所述的繼電器配合CMOS開關檢查電極的踩踏式報警器，其特征是:兩個繼電器及其激勵電路的結(jié)構相同，分別由一個三極管、一個基極電阻、一個下拉電阻、一組二極管、一個繼電器及其續(xù)流二極管組成；其中，基極電阻的一端構成該繼電器及其激勵電路的控制端，其另一端與三極管的基極以及一個下拉電阻并聯(lián)，電源、繼電器的線圈、三極管的集電極及其發(fā)射極構成串聯(lián)回路，續(xù)流二極管采取與三極管集電極電流流向相反的方式并聯(lián)在繼電器線圈的兩端，繼電器的受控開關的一端連接到電源正極，該受控開關的另一端與一組二極管的正極并聯(lián)，該組二極管的數(shù)目對應列電極組電極數(shù)目的一半，它們的負極構成該繼電器及其激勵電路的各個輸出端。
專利摘要繼電器配合CMOS開關檢查電極的踩踏式報警器是一種能夠檢查電極狀態(tài)、電極粘連不影響電路的踩踏式報警器。其中，行電極的一端各自經(jīng)過一個二極管依序連接到串入并出電路的各個并行輸出端，另一端按照奇、偶排列順序分別連接到一組CMOS模擬開關的各個控制端，該組模擬開關的各個輸出端與一個下拉電阻以及單片機的一根輸入口線并聯(lián)，其各個輸入端都連接到電源正極；列電極各自連接一個下拉電阻，其一端依序連接到并入串進電路的各個并行輸入端，另一端按照奇、偶排列順序分別兩組；每個繼電器受單片機口線控制，其受控開關的一端連接電源正極，另一端與一組二極管的正極并聯(lián)，該組二極管的負極與一組列電極一一連接。用于防盜報警。
文檔編號G08B13/10GK203055048SQ20132001470
公開日2013年7月10日 申請日期2013年1月11日 優(yōu)先權日2012年12月25日
發(fā)明者曾藝 申請人:王西偉