紫外線燈定時消毒記錄儀的製作方法

2023-05-29 15:27:01 2

專利名稱：紫外線燈定時消毒記錄儀的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於消毒設備技術領域，涉及紫外線燈定時控制和時間累計記錄儀，具體地說是一種紫外線燈定時消毒記錄儀。
背景技術：
紫外線燈是常用的消毒設備，開啟30 60分鐘後產生的紫外線即可對空氣和照 射的物品進行有效消毒，達到預防感染、保證實驗與工作條件的目的。通常情況下，紫外線燈管照射累計時間小於5000小時消毒效果最好，大於5000小 時，紫外線燈管發出的紫外線強度會下降，消毒效果變差，應及時更換。但是目前還沒有可 以對紫外線燈管照射累計時間進行記錄的儀器。此外，在現有技術中，也沒有對紫外線燈管的開啟和關閉進行定時控制的儀器，在 消毒過程中，操作者對消毒時間往往掌握不準確，若紫外線燈照射時間未達到規定消毒時 間30分鐘，會造成消毒效果無法保證。若紫外線燈照射時間超過規定消毒時間60分鐘，會 造成能源浪費，還可能因產生過多臭氧而汙染環境。因此，急需發明一種操作簡單、使用便 捷、安全可靠的紫外線燈消毒定時與消毒累計時間記錄儀。

實用新型內容為解決上述問題，本實用新型的目的是提供一種紫外線燈定時消毒記錄儀，它操 作簡單、使用便捷、安全可靠，可定時控制紫外線燈照射時間，確保消毒效果，並可將每次紫 外線燈照射時間進行累加，判定紫外線燈工作壽命是否到達，防止紫外線燈因使用時間過 長出現消毒無效的情況。為實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案一種紫外線燈定時消毒記錄儀，包括智能控制電路、顯示電路、位選電路、鍵盤電 路、時鐘電路、外部存儲電路、執行電路，其特徵是所述智能控制電路由單片機構成，所述顯示電路由顯示驅動器和數碼管組構成， 數碼管組由六個數碼管並排排列構成，每個數碼管用於顯示筆劃的同名端連接在一起；所 述位選電路由解碼器構成；所述鍵盤電路由第一、第二、第三、第四、第五按鍵構成，所述時 鍾電路由日曆時鐘晶片構成，所述外部存儲電路由可重複擦寫的FLASH存儲器構成，所述 執行電路由光電耦合器和繼電器構成，各部分電路之間的連線關係是單片機的P0. 0 P0. 3埠與顯示驅動器的四個二進位碼輸入端連接，顯示驅動器的七個段碼輸出端與數碼 管組中對應的用於顯示筆劃的同名端連接；單片機的P0. 4 P0. 6埠與解碼器的三個地 址輸入端連接，解碼器的六路位選信號輸出端分別經過六個晶體三極體與數碼管組的六個 選通端連接；所述第一按鍵與單片機的復位電路連接，第二、第三、第四、第五按鍵跨接在譯 碼器的四路位選信號輸出端與單片機的P0. 7埠之間；日曆時鐘晶片的串行數據埠與 單片機的P3. 3埠連接，日曆時鐘晶片的串行時鐘埠與單片機的P3. 4埠連接，日曆時 鍾晶片的復位埠與單片機的P3. 5埠連接，FLASH存儲器的串行輸入埠、串行輸出埠和時鐘埠分別與單片機的主出從入埠、主入從出埠、串行時鐘埠連接，光電耦合 器的輸入端與單片機的定時器埠連接，光電耦合器的輸出端經過繼電器的線圈與電源連 接，繼電器的常開觸點串接在紫外線燈的供電迴路上。所述單片機的型號是AT89S51 ；顯示驅動器的型號是74LS47 ；解碼器的型號是 74HC138，日曆時鐘晶片的型號是DS1302 ；FLASH存儲器的型號是AT45DB081。由於採用上述技術方案本實用新型有以下積極有益效果本記錄儀主要用於定時控制紫外線燈消毒時間，在記錄儀面板上設兩個消毒檔位 按鍵按鍵K2用於設定消毒時間為30分鐘，按鍵K3用於設定消毒時間為60分鐘，操作人 員可根據消毒要求選擇消毒時間，記錄儀啟動後，延遲5分鐘，待操作人員離開房間後，接 通紫外線燈電路，避免紫外線對操作人員的輻射而引起的電光性結膜炎、皮膚的灼傷的發 生。記錄儀開啟後會自動檢測消毒時間並存儲，為管理人員提供每個紫外線燈準確的工作 記錄，便於管理人員判定紫外線燈工作壽命，既保證了紫外線燈每次照射時間有效，又防止 紫外線燈因使用時間過長出現消毒無效的情況。本記錄儀可廣泛用於醫院、工農業潔淨試 驗室、畜牧養殖業、製藥及食品工業等具有紫外線消毒需求的場合。

圖1是本實用新型一實施例的外形示意圖。圖2是本實用新型的電路方框圖。圖3是本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
請參照圖1、圖2、圖3，本實用新型是一種紫外線燈定時消毒記錄儀，包括智能控 制電路、顯示電路、位選電路、鍵盤電路、時鐘電路、外部存儲電路、執行電路。智能控制電路由AT89S51型號的單片機Ul構成，顯示電路由74LS47型號的顯示 驅動器U2和數碼管組U6構成；數碼管組U6由六個數碼管並排排列構成，每個數碼管用於 顯示筆劃"a，b，c，d，e，f，g"的同名端連接在一起，位選電路由74HC138型號的3-8線譯 碼器U3構成。鍵盤電路由第一、第二、第三、第四、第五按鍵Kl、K2、K3、K4、K5構成，時鐘電路由 DS1302型號的日曆時鐘晶片U4構成，外部存儲電路由AT45DB081型號可重複擦寫的FLASH 存儲器U5構成，執行電路由光電耦合器VT和繼電器J構成，各部分電路之間的接線關係 是單片機Ul的P0. 0 P0. 3埠與顯示驅動器U2的四個二進位碼輸入端AB⑶連 接，顯示驅動器U2的七個段碼輸出端a、b、C、d、e、f、g與數碼管組TO中對應的用於顯示筆 劃"a，b，C，d，e，f，g"的同名端連接；單片機Ul的P0. 4 P0. 6埠與解碼器U3的三個地址輸入端Al、A2、A3連接，解碼器U3的六路位選信號輸出端Y0-Y5分別經過六個晶體三極體Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6與數 碼管組U6的六個選通端COM連接；第一按鍵Kl與單片機Ul的復位電路連接，第二、第三、第四、第五按鍵K2、K3、K4、 Κ5跨接在解碼器U3的四路位選信號輸出端與單片機Ul的Ρ0. 7埠之間；日曆時鐘晶片U4的串行數據埠 SDA與單片機Ul的P3. 3埠連接，日曆時鐘晶片U4的串行時鐘埠SCLK與單片機的P3. 4埠連接，日曆時鐘晶片U4的復位埠 RST與單片機的P3. 5埠 連接，FLASH存儲器TO的串行輸入埠 Si、串行輸出埠 SO和時鐘埠 SCK分別與單片機 Ul的主出從入埠 M0SI、主入從出埠 MIS0、串行時鐘埠 SCK連接，光電耦合器VT的輸 入端與單片機Ul的定時器埠 TO連接，光電耦合器VT的輸出端經過繼電器J的線圈與12 伏電源連接，繼電器J的常開觸點串接在紫外線燈L的供電迴路上。本實用新型的顯示電路採用動態驅動，動態驅動是將所有數碼管的七個顯示筆 劃〃 a，b，C，d，e，f，g，〃的同名端連接在一起，另外為每個數碼管的選通端COM增加位選 電路，當單片機輸出字形碼時，所有數碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數碼管會 顯示出字形，取決於單片機對選通端COM的控制，所以只要將需要顯示的數碼管的選通端 打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數碼管就不會亮。通過分時控制各個數碼管的選通端 COM,就能使各個數碼管依次受控顯示，這就是動態驅動，在顯示過程中，每位數碼管的點亮 時間為1 2ms，由於人的視覺暫留現象及發光二極體的餘輝效應，儘管實際上各位數碼管 並非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩定的顯示數據，不會有閃 爍感，動態顯示的效果和靜態顯示是一樣的，能夠節省大量的I/O埠，而且功耗更低。第一按鍵Kl與單片機Ul的復位電路連接，單片機Ul的復位電路是由電阻R7和 電容C5構成，它是利用RC充電原理實現上電復位的。上電瞬間RC電路充電，單片機Ul的 RST引腳出現正脈衝，只要RST端保持IOms以上的高電平，就能使單片機Ul有效的復位。單片機在復位後，會從0000H地址開始有序的執行應用程式。單片機內存儲有數 碼管顯示程序、鍵盤掃描及按鍵處理程序、定時器控制程序。在記錄儀的面板上還設置有第二、第三、第四、第五按鍵K2、K3、K4、K5，每次使用 時，由操作人員選擇消毒時間，按下消毒檔位按鍵K2後，消毒時間為30分鐘，按下消毒檔位 按鍵K3後，消毒時間為60分鐘，每次按下消毒檔位按鍵K2或K3後，單片機Ul先不接通紫 外線燈，而是調用延時子程序，延長一定時間(可設定5分鐘)，待操作員離開後，再通過端 Π Ρ3. 0輸出高電平信號，通過反相器Fl反相後，用光電耦合的方式，使繼電器J的線圈 得電，接通紫外線燈電源，開始計時消毒，當計時的時間到達後，Ul埠 Ρ3. 0輸出低電平信 號，使繼電器J的線圈失電，切斷紫外線燈電源。每次消毒的時間和日期，單片機Ul會存儲在FLASH存儲器U5中，以便於日後查 詢，通過查詢按鍵K5可以查詢歷史記錄日期和次數，及累計消毒時間。本記錄儀操作簡單、使用便捷、安全可靠，用戶通過按鍵Kl啟動記錄儀後，即可進 入正常計時狀態，用戶可以通過按鍵K4隨時校準時間。本記錄儀的智能控制核心是單片機AT89S51，該單片機能兼容MCS-51系列單片機 的所有功能，且體積小、運行速度快，通過AT89S51的P0. 0 P0. 3 口將要顯示字符的B⑶ 碼輸出到74LS47的四個輸入端，然後解碼並輸出相應的筆段來驅動LED數碼管，LED數碼 管顯示採用動態掃描方式，即在某一時刻，只有一個數碼管被點亮，數碼管的位選信號由單 片機的P0. 4 P0. 6輸出，並經74HC138解碼後通過三極體Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6放大，以 驅動相應的數碼管，鍵盤電路跟顯示電路一樣採用掃描方式，並利用動態顯示時的數碼管 驅動位置信號來判斷相應按鍵的狀態，單片機的P0. 4 P0. 6埠輸出的B⑶碼經解碼器解碼後，相應的Y 口呈低電平，而AT89S51的PO. 7 口平時為高電平(由於有上拉電阻)，只 有當某一按鍵按下時，P0. 7才被下拉為低，這時，單片機Ul利用按鍵掃描程序查詢P0. 7是 否為低，如果P0. 7為低電平，則讀回單片機P0. 4 .P0. 6 口的值(從緩衝區讀取)，並判斷 是那個按鍵按下，然後調用相應的按鍵處理子程序進行處理。本記錄儀的工作過程是首先循環進行六個數碼管的掃描顯示，顯示當前時間，然 後判斷有無按鍵按下，沒有則返回繼續顯示，有按鍵按下則轉向相應的處理程序。 日曆時鐘晶片DS1302是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實 時時鐘電路，DS1302主要特點是採用串行數據傳輸，可為掉電保護電源提供可編程的充電 功能，並且可以關閉充電功能。採用普通32. 768kHz晶振。它可以對年、月、日、周日、時、 分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為2. 5V 5. 5V。採用三線接口與CPU進行 同步通信，DS1302的引腳Vl為後備電源，V2為主電源。在主電源關閉的情況下，也能保持 時鐘的連續運行。DS1302由Vl或V2兩者中的較大者供電。當V2大於Vl+0. 2V時，V2給 DS1302供電。當V2小於Vl時，DS1302由Vl供電。Xl和X2是振蕩源，外接32. 768kHz晶 振。RST是復位/片選線，通過把RST輸入驅動置高電平來啟動所有的數據傳送。RST輸入 有兩種功能首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提 供終止單字節或多字節數據的傳送手段。當RST為高電平時，所有的數據傳送被初始化，允 許對DS1302進行操作。如果在傳送過程中RST置為低電平，則會終止此次數據傳送，SDA 引腳變為高阻態。上電運行時，在VCC彡2. 5V之前，RST必須保持低電平。只有在SCLK為 低電平時，才能將RST置為高電平。SDA為串行數據埠(輸入輸出雙向)，SCLK始終是輸 入端。在控制指令字輸入後的下一個SCLK時鐘的上升沿時，數據被寫入DS1302，數據輸入 從低位即0位開始。同樣，在緊跟8位的控制指令字後的下一個SCLK脈衝的下降沿讀出 DS1302的數據，讀出數據時從低位0位到高位7。DS1302有12個寄存器，其中有7個寄存 器與日曆、時鐘相關，存放的數據位為B⑶碼形式，此外，DS1302還有年份寄存器、控制寄存 器、充電寄存器、時鐘突發寄存器及與RAM相關的寄存器等。時鐘突發寄存器可一次性順序 讀寫除充電寄存器外的所有寄存器內容。DS1302與RAM相關的寄存器分為兩類一類是單 個RAM單元，共31個，每個單元組態為一個8位的字節，其命令控制字為COH FDH，其中奇 數為讀操作，偶數為寫操作；另一類為突發方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性讀寫所 有的RAM的31個字節，命令控制字為FEH(寫)、FFH(讀)。備用電源E1，可以用電池或者超級電容器(0. IF以上)。DS1302可以用於數據記 錄，特別是對某些具有特殊意義的數據點的記錄，能實現數據與出現該數據的時間同時記 錄。這種記錄對長時間的連續測控系統結果的分析及對異常數據出現的原因的查找具有重 要意義。傳統的數據記錄方式是隔時採樣或定時採樣，沒有具體的時間記錄，因此，只能記 錄數據而無法準確記錄其出現的時間；但是，如果在系統中採用日曆時鐘晶片DS1302，則 能很好地解決這個問題。本記錄儀要對大容量的數據進行存儲，若採用常規擴展外部數據 存儲器的方法，需要大量的地址總線和數據總線引腳，而單片機的引腳數相對較少，沒有足 夠多的引腳用作外部數據存儲器的地址總線，為了解決這一矛盾，本記錄儀選用AT45DB081 晶片，利用串行外設接口 SPI擴展大容量數據存儲器。AT45DB081是Atreel公司推出的可 重複擦寫併兼容SPI的FLASH存儲器，內部有4096頁，每頁264個字節，共計8MB的主存儲 器容量以及2個264位元組的SRAM數據緩存器。支持在系統重複編程，不需要較高的編程電壓，只需要晶片的工作電壓2. 7 3. 6V就可以完成對FLASH的讀寫操作。對AT45DB021B的操作由單片機發出的指令控制，一個有效的指令在下降沿開始，包括一個8位的操作碼 和要進行操作的頁地址和緩衝區地址的位置。單片機通過Pl. 2讀取AT45DB081的忙閒狀 態引腳來判斷存儲器是否空閒，若Pl. 2為"1"表示存儲器空閒，否則表示存儲器忙。當存 儲器空閒時通過Pl. 4引腳輸出"O"作為存儲器的片選信號。選中存儲器後通過SPI發送 命令字完成對AT45DB081的相應讀寫操作。
權利要求一種紫外線燈定時消毒記錄儀，包括智能控制電路、顯示電路、位選電路、鍵盤電路、時鐘電路、外部存儲電路、執行電路，其特徵是所述智能控制電路由單片機構成，所述顯示電路由顯示驅動器和數碼管組構成，數碼管組由六個數碼管並排排列構成，每個數碼管用於顯示筆劃的同名端連接在一起；所述位選電路由解碼器構成；所述鍵盤電路由第一、第二、第三、第四、第五按鍵構成，所述時鐘電路由日曆時鐘晶片構成，所述外部存儲電路由可重複擦寫的FLASH存儲器構成，所述執行電路由光電耦合器和繼電器構成，各部分電路之間的連線關係是單片機的P0.0～P0.3埠與顯示驅動器的四個二進位碼輸入端連接，顯示驅動器的七個段碼輸出端與數碼管組中對應的用於顯示筆劃的同名端連接；單片機的P0.4～P0.6埠與解碼器的三個地址輸入端連接，解碼器的六路位選信號輸出端分別經過六個晶體三極體與數碼管組的六個選通端連接；所述第一按鍵與單片機的復位電路連接，第二、第三、第四、第五按鍵跨接在解碼器的四路位選信號輸出端與單片機的P0.7埠之間；日曆時鐘晶片的串行數據埠與單片機的P3.3埠連接，日曆時鐘晶片的串行時鐘埠與單片機的P3.4埠連接，日曆時鐘晶片的復位埠與單片機的P3.5埠連接，FLASH存儲器的串行輸入埠、串行輸出埠和時鐘埠分別與單片機的主出從入埠、主入從出埠、串行時鐘埠連接，光電耦合器的輸入端與單片機的定時器埠連接，光電耦合器的輸出端經過繼電器的線圈與電源連接，繼電器的常開觸點串接在紫外線燈的供電迴路上。
2.如權利要求1所述的紫外線燈定時消毒記錄儀，其特徵是所述單片機的型號是 AT89S51 ；顯示驅動器的型號是74LS47 ；解碼器的型號是74HC138，日曆時鐘晶片的型號是 DS1302 ；FLASH 存儲器的型號是 AT45DB081。
專利摘要一種紫外線燈定時消毒記錄儀，包括智能控制電路、顯示電路、位選電路、鍵盤電路、時鐘電路、外部存儲電路、執行電路，智能控制電路由單片機構成，顯示電路由顯示驅動器和數碼管組構成；數碼管組由六個數碼管並排排列構成，每個數碼管用於顯示筆劃的同名端連接在一起，位選電路由解碼器構成；鍵盤電路由第一、第二、第三、第四、第五按鍵構成，時鐘電路由日曆時鐘晶片構成，外部存儲電路由可重複擦寫的FLASH存儲器構成，執行電路由光電耦合器和繼電器構成，本記錄儀操作簡單、使用便捷、安全可靠，可定時控制紫外線燈照射時間，確保消毒效果，並可將每次紫外線燈照射時間進行累加，判定紫外線燈工作壽命是否到達，防止紫外線燈因使用時間過長出現消毒無效的情況。
文檔編號A61L2/10GK201586241SQ20092027741
公開日2010年9月22日 申請日期2009年11月25日 優先權日2009年11月25日
發明者劉運喜, 高巖 申請人:高巖;高原