一種海底地震探測的測量記錄電路的製作方法

2023-10-05 15:59:39

本發明屬於海底地震勘查技術領域，具體涉及一種海底地震探測的測量記錄電路。

背景技術：

隨著經濟社會的不斷發展和石油供求矛盾日益突出，對石油地震勘探技術的要求越來越高；近年來，GPS測繪系統在石油工業中被廣泛應用，大大提高了石油地震勘探測量效率。這主要依賴於GPS系統能夠在各個領域內向用戶提供實時、全天候和全球性的導航服務，通過GPS衛星發送的導航定位信號能夠進行靜態定位、動態定位、速度測量等，促進了石油地震勘探測量和海洋石油地震勘探測量的順利實施。本發明針對現有技術中的記錄電路體積大、不便於攜帶、數據易丟失等不足，提出了一鍾能實時顯示並記錄備份地震探測信息的測量記錄電路。

技術實現要素：

本發明針對現有技術的不足，提出了一種海底地震探測的測量記錄電路。

一種海底地震探測的測量記錄電路，包括電源電路Ⅰ、數據顯示電路Ⅱ、主控電路Ⅲ、數據存儲電路Ⅳ和數據傳輸電路V；

所述的電源電路包括+5V輸出電源電路和+3.3V輸出電源電路；所述+5V電源電路由穩壓電源晶片IC1和濾波電路構成；其中濾波電路包括第一二極體D1、第二二極體D2、第一極性電容C1、第二極性電容C2、第三極性電容C3、第四極性電容C4、第一電感L1和第二電感L2；所述的穩壓電源晶片IC1的型號為LM2576S-5。

穩壓電源晶片IC1的2腳與第二二極體D2的陰極、第二電感L2的一端連接，第二電感L2的另一端與第四極性電容C4的正極、穩壓電源晶片IC1的4腳連接並作為+5V電源輸出端；第四極性電容C4的負極與第二二極體D2的陽極、穩壓電源晶片IC1的5腳、穩壓電源晶片IC1的3腳、第三極性電容C3的負極、第一極性電容C1的負極、第二極性電容C2的負極、第二極性電容C2的正極、第一電感L1的一端連接並接地，第三極性電容C3的正極接穩壓電源晶片IC1的1腳，、第一極性電容C1的正極與第一二極體D1的陰極、第一電感L1的另一端連接，第一二極體D1的陽極接+12V電源；

所述+3.3V電源電路由穩壓電源晶片IC2和濾波電路構成；其中濾波電路包括第五電容C5、第六電容C6、第七電容C7和第八電容C8；所述穩壓電源晶片IC2的型號為LM1117-3.3。

電源晶片IC2的1腳與第六電容C6的一端和第五電容C5的另一端連接並接+5V電源；第六電容C6另一端和第五電容C5的另一端相連後接地。電源晶片IC2的2腳與第七電容C7的一端、第八電容C8的一端連接並作為3.3V電源輸出，電源晶片IC2的3腳與第七電容C7的另一端、第八電容C8的另一端連接並接地。

所述顯示電路包括LCD顯示晶片IC3、背光晶片IC7、第九電容C9。LCD顯示晶片IC3採用R65109V，背光晶片IC7採用PT4402。

顯示晶片IC3的6、31腳接地，32、7、8腳接電源+3.3V；顯示晶片IC3的1、2、3、4、5、9、37腳懸空；顯示晶片IC3的10腳接主控晶片IC4的88腳，顯示晶片IC3的11腳接主控晶片IC4的58腳，顯示晶片IC3的12腳接主控晶片IC4的86腳，顯示晶片IC3的13腳接主控晶片IC4的85腳，顯示晶片IC3的14腳接主控晶片IC4的61腳，顯示晶片IC3的15腳接主控晶片IC4的62腳，顯示晶片IC3的16腳接主控晶片IC4的81腳，顯示晶片IC3的17腳接主控晶片IC4的82腳，顯示晶片IC3的18腳接主控晶片IC4的38腳，顯示晶片IC3的19腳接主控晶片IC4的39腳，顯示晶片IC3的20腳接主控晶片IC4的40腳，顯示晶片IC3的21腳接主控晶片IC4的41腳，顯示晶片IC3的22腳接主控晶片IC4的42腳，顯示晶片IC3的23腳接主控晶片IC4的43腳，顯示晶片IC3的24腳接主控晶片IC4的44腳，顯示晶片IC3的25腳接主控晶片IC4的45腳，顯示晶片IC3的26腳接主控晶片IC4的46腳，顯示晶片IC3的27腳接主控晶片IC4的55腳，顯示晶片IC3的28腳接主控晶片IC4的56腳，顯示晶片IC3的29腳接主控晶片IC4的57腳，顯示晶片IC3的30腳接主控晶片IC4的98腳。背光晶片IC7的1腳與第九電容C9的一端連接後並接地，背光晶片IC7的2腳接主控晶片IC4的60腳，背光晶片IC7的3腳接第九電容C9的另一端後接+3.3V電源，背光晶片IC7的4腳接地，背光晶片IC7的5腳接顯示晶片IC3的36腳，背光晶片IC7的6腳接顯示晶片IC3的35腳，背光晶片IC7的7腳接顯示晶片IC3的34腳，背光晶片IC7的8腳接顯示晶片IC3的33腳。

所述主控電路包括主控晶片IC4和第一晶振Y1、第十電容C10、第十一電容C11、第十二電容C12、第十三電容C13、第一電阻R1、第二電阻R2和第一復位開關K1；主控晶片IC4採用STM32F103VET6型號單片機。

主控電路包括主控晶片IC4，第十三電容C13的一端接主控晶片IC4的6腳，第十三電容C13另一端與主控晶片IC4的50、75、100、28、11、21、22腳連接並接+3.3V電源；主控晶片IC4的10、19、20、27、49、74、99腳接地。主控晶片IC4的12腳接第一晶振Y1的一端和第十一電容C11的一端，第十一電容C11的另一端接地。第一晶振Y1的另一端接主控晶片IC4的13腳和第十電容C10的一端,第十電容C10的另一端接地。主控晶片IC4的94腳接第一電阻R1的一端，第一電阻R1另一端接地。主控晶片IC4的14腳接第一復位開關K1的一端、第二電阻R2的一端和第十二電容C12的一端，第二電阻R2另一端接+3.3V電源,第十二電容C12另一端接地和第一復位開關K1的另一端。主控晶片IC4的25腳接GPS的數據信號線GPS_RX，主控晶片IC4的26腳接GPS的數據信號線GPS_TX。主控晶片IC4的35腳接外部槍控地震信號線。控晶片IC4的1腳、2腳、3腳接外部二極體，這些二極體作為工作狀態警示燈。主控晶片IC4的1腳、2腳、3腳、23腳、24腳、29腳、30腳、31腳、32腳、67腳、70腳、71腳、77腳、36腳、37腳、89腳、90腳、91腳、92腳、93腳、95腳、96腳、47腳、48腳、15腳、16腳、17腳、18腳、33腳、34腳、63腳、64腳、65腳、66腳、78腳、79腳、80腳、7腳、8腳、9腳、73腳、83腳、84腳、87腳、59腳、97腳、4腳、5腳架空。

所述數據儲存電路包括存儲晶片IC5、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6和第十四電容C14。存儲晶片IC5採用SDC10G2。

儲存電路包括存儲晶片IC5，存儲晶片IC5的1腳接主控晶片IC4的54腳和第三電阻R3的一端，第三電阻R3的另一端接+3.3V電源。存儲晶片IC5的2腳接主控晶片IC4的53腳和第四電阻R4的一端，第四電阻R4的另一端接+3.3V電源。存儲晶片IC5的3腳接主控晶片IC4的52腳和第五電阻R5的一端，第五電阻R5的另一端接+3.3V電源。存儲晶片IC5的4腳接主控晶片IC4的51腳和第六電阻R6的一端，第六電阻R6的另一端接+3.3V電源。存儲晶片IC5的5腳與第十四電容C14的一端連接並接+3.3V電源，存儲晶片IC5的6腳與十四電容C14的另一端連接並接地。

所述數據傳輸電路包括電平轉換晶片IC6、第十五電容C15、第十六電容C16、第十七電容C17、第二八電容C18、第十九電容C19和第二十電容C20。電平轉換晶片IC6晶片採用SP232晶片。

所述的電平轉換晶片IC6的1腳與第十五電容C15的一端連接，電平轉換晶片IC6的3腳與第十五電容C15的另一端連接並接地。電平轉換晶片IC6的4腳接第十六電容C16的一端，電平轉換晶片IC6的5腳接第十六電容C16的另一端。電平轉換晶片IC6的2腳接第十七電容C17的一端，第十七電容C17的另一端接地，電平轉換晶片IC6的6腳接第十八電容C18的一端，第十八電容C18的另一端接地。電平轉換IC6的16腳接第十九電容C19的一端和第二十電容C20的一端後直連+3.3V電源。電平轉換晶片IC6的15腳接第十九電容C19另一端和第二十電容C20的另一端後接地。電平轉換晶片IC6的10腳和接主控晶片IC4的68，電平轉換晶片IC6的9腳接主控晶片IC4的69腳。電平轉換晶片IC6的7腳作為連接電腦的OUT_TX輸出，電平轉換晶片IC6的8腳作為連接電腦的OUT_RX輸出。電平轉換晶片IC6的11、12、14腳懸空。

有益效果：本發明運用低功耗設計，當地震信號來系統處於低功耗狀態，一旦地震信號來臨，設備進入工作狀態，做好記錄後，又回到低功耗狀態等待下一個工作信號的來臨，如此工作循環。運用GPS自帶授時系統，理論時間精度達100us。且本發明成本低，體積小便於攜帶，可搭載拖曳式水上裝備中，進行拖曳式地震測量，也可以搭載在水下機器人上，還可以搭載在海底多參數觀測平臺上。

附圖說明

圖1為本發明電路的整體框圖；

圖2為+5V輸出電源電路的電路圖；

圖3為+3.3V輸出電源電路的電路圖；

圖4為LCD顯示屏藉口電路的電路圖；

圖5為主控電路的電路圖；

圖6為TF卡接口電路的電路圖；

圖7為串行接口電路的電路圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種海底地震探測的測量記錄電路，包括電源電路Ⅰ、數據顯示電路Ⅱ、主控電路Ⅲ、數據存儲電路Ⅳ和數據傳輸電路V；

所述的電源電路包括+5V輸出電源電路和+3.3V輸出電源電路；

如圖2所示，所述+5V電源電路由穩壓電源晶片IC1和濾波電路構成；其中濾波電路包括第一二極體D1、第二二極體D2、第一極性電容C1、第二極性電容C2、第三極性電容C3、第四極性電容C4、第一電感L1和第二電感L2；所述的穩壓電源晶片IC1的型號為LM2576S-5。

穩壓電源晶片IC1的2腳與第二二極體D2的陰極、第二電感L2的一端連接，第二電感L2的另一端與第四極性電容C4的正極、穩壓電源晶片IC1的4腳連接並作為+5V電源輸出端；第四極性電容C4的負極與第二二極體D2的陽極、穩壓電源晶片IC1的5腳、穩壓電源晶片IC1的3腳、第三極性電容C3的負極、第一極性電容C1的負極、第二極性電容C2的負極、第二極性電容C2的正極、第一電感L1的一端連接並接地，第三極性電容C3的正極接穩壓電源晶片IC1的1腳，、第一極性電容C1的正極與第一二極體D1的陰極、第一電感L1的另一端連接，第一二極體D1的陽極接+12V電源；

如圖3所示，所述+3.3V電源電路由穩壓電源晶片IC2和濾波電路構成；其中濾波電路包括第五電容C5、第六電容C6、第七電容C7和第八電容C8；所述穩壓電源晶片IC2的型號為LM1117-3.3。

電源晶片IC2的1腳與第六電容C6的一端和第五電容C5的另一端連接並接+5V電源；第六電容C6另一端和第五電容C5的另一端相連後接地。電源晶片IC2的2腳與第七電容C7的一端、第八電容C8的一端連接並作為3.3V電源輸出，電源晶片IC2的3腳與第七電容C7的另一端、第八電容C8的另一端連接並接地。

如圖4所示，所述顯示電路包括LCD顯示晶片IC3、背光晶片IC7、第九電容C9。LCD顯示晶片IC3採用R65109V，背光晶片IC7採用PT4402。

顯示晶片IC3的6、31腳接地，32、7、8腳接電源+3.3V；顯示晶片IC3的1、2、3、4、5、9、37腳懸空；顯示晶片IC3的10腳接主控晶片IC4的88腳，顯示晶片IC3的11腳接主控晶片IC4的58腳，顯示晶片IC3的12腳接主控晶片IC4的86腳，顯示晶片IC3的13腳接主控晶片IC4的85腳，顯示晶片IC3的14腳接主控晶片IC4的61腳，顯示晶片IC3的15腳接主控晶片IC4的62腳，顯示晶片IC3的16腳接主控晶片IC4的81腳，顯示晶片IC3的17腳接主控晶片IC4的82腳，顯示晶片IC3的18腳接主控晶片IC4的38腳，顯示晶片IC3的19腳接主控晶片IC4的39腳，顯示晶片IC3的20腳接主控晶片IC4的40腳，顯示晶片IC3的21腳接主控晶片IC4的41腳，顯示晶片IC3的22腳接主控晶片IC4的42腳，顯示晶片IC3的23腳接主控晶片IC4的43腳，顯示晶片IC3的24腳接主控晶片IC4的44腳，顯示晶片IC3的25腳接主控晶片IC4的45腳，顯示晶片IC3的26腳接主控晶片IC4的46腳，顯示晶片IC3的27腳接主控晶片IC4的55腳，顯示晶片IC3的28腳接主控晶片IC4的56腳，顯示晶片IC3的29腳接主控晶片IC4的57腳，顯示晶片IC3的30腳接主控晶片IC4的98腳。背光晶片IC7的1腳與第九電容C9的一端連接後並接地，背光晶片IC7的2腳接主控晶片IC4的60腳，背光晶片IC7的3腳接第九電容C9的另一端後接+3.3V電源，背光晶片IC7的4腳接地，背光晶片IC7的5腳接顯示晶片IC3的36腳，背光晶片IC7的6腳接顯示晶片IC3的35腳，背光晶片IC7的7腳接顯示晶片IC3的34腳，背光晶片IC7的8腳接顯示晶片IC3的33腳。

如圖5所示，所述主控電路包括主控晶片IC4和第一晶振Y1、第十電容C10、第十一電容C11、第十二電容C12、第十三電容C13、第一電阻R1、第二電阻R2和第一復位開關K1；主控晶片IC4採用STM32F103VET6型號單片機。

主控電路包括主控晶片IC4，第十三電容C13的一端接主控晶片IC4的6腳，第十三電容C13另一端與主控晶片IC4的50、75、100、28、11、21、22腳連接並接+3.3V電源；主控晶片IC4的10、19、20、27、49、74、99腳接地。主控晶片IC4的12腳接第一晶振Y1的一端和第十一電容C11的一端，第十一電容C11的另一端接地。第一晶振Y1的另一端接主控晶片IC4的13腳和第十電容C10的一端,第十電容C10的另一端接地。主控晶片IC4的94腳接第一電阻R1的一端，第一電阻R1另一端接地。主控晶片IC4的14腳接第一復位開關K1的一端、第二電阻R2的一端和第十二電容C12的一端，第二電阻R2另一端接+3.3V電源,第十二電容C12另一端接地和第一復位開關K1的另一端。主控晶片IC4的25腳接GPS的數據信號線GPS_RX，主控晶片IC4的26腳接GPS的數據信號線GPS_TX。主控晶片IC4的35腳接外部槍控地震信號線。控晶片IC4的1腳、2腳、3腳接外部二極體，這些二極體作為工作狀態警示燈。主控晶片IC4的1腳、2腳、3腳、23腳、24腳、29腳、30腳、31腳、32腳、67腳、70腳、71腳、77腳、36腳、37腳、89腳、90腳、91腳、92腳、93腳、95腳、96腳、47腳、48腳、15腳、16腳、17腳、18腳、33腳、34腳、63腳、64腳、65腳、66腳、78腳、79腳、80腳、7腳、8腳、9腳、73腳、83腳、84腳、87腳、59腳、97腳、4腳、5腳架空。

如圖6所示，所述數據儲存電路包括存儲晶片IC5、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6和第十四電容C14。存儲晶片IC5採用SDC10G2。

儲存電路包括存儲晶片IC5，存儲晶片IC5的1腳接主控晶片IC4的54腳和第三電阻R3的一端，第三電阻R3的另一端接+3.3V電源。存儲晶片IC5的2腳接主控晶片IC4的53腳和第四電阻R4的一端，第四電阻R4的另一端接+3.3V電源。存儲晶片IC5的3腳接主控晶片IC4的52腳和第五電阻R5的一端，第五電阻R5的另一端接+3.3V電源。存儲晶片IC5的4腳接主控晶片IC4的51腳和第六電阻R6的一端，第六電阻R6的另一端接+3.3V電源。存儲晶片IC5的5腳與第十四電容C14的一端連接並接+3.3V電源，存儲晶片IC5的6腳與十四電容C14的另一端連接並接地。

如圖7所示，所述數據傳輸電路包括電平轉換晶片IC6、第十五電容C15、第十六電容C16、第十七電容C17、第二八電容C18、第十九電容C19和第二十電容C20。電平轉換晶片IC6晶片採用SP232晶片。

所述的電平轉換晶片IC6的1腳與第十五電容C15的一端連接，電平轉換晶片IC6的3腳與第十五電容C15的另一端連接並接地。電平轉換晶片IC6的4腳接第十六電容C16的一端，電平轉換晶片IC6的5腳接第十六電容C16的另一端。電平轉換晶片IC6的2腳接第十七電容C17的一端，第十七電容C17的另一端接地，電平轉換晶片IC6的6腳接第十八電容C18的一端，第十八電容C18的另一端接地。電平轉換IC6的16腳接第十九電容C19的一端和第二十電容C20的一端後直連+3.3V電源。電平轉換晶片IC6的15腳接第十九電容C19另一端和第二十電容C20的另一端後接地。電平轉換晶片IC6的10腳和接主控晶片IC4的68，電平轉換晶片IC6的9腳接主控晶片IC4的69腳。電平轉換晶片IC6的7腳作為連接電腦的OUT_TX輸出，電平轉換晶片IC6的8腳作為連接電腦的OUT_RX輸出。電平轉換晶片IC6的11、12、14腳懸空。

工作過程：在電源接口輸入+12V的電源，一級電源轉換晶片IC1將+12V電壓轉成+5V，二級電源轉換晶片IC2再將+5V電壓轉換為+3.3V，供給主控晶片IC4，上電之後，主控晶片IC4開始初始化之後，初始化完成後，主控晶片IC4等待外部地震信號傳感器信號的輸入，主控晶片IC4一旦收到地震信號傳感器信號，主控晶片IC4會進入中斷，對當前信號產生的時間和記錄地點進行記錄並存儲在晶片IC5卡,同時將數據通過串口傳送到上位機作為備份，並在顯示晶片IC3上實時顯示數據接收情況，可作數據的長期記錄。