一种数字式指南针 【技术领域】
本发明涉及一种指南针，尤其是指一种数字式指南针。
背景技术
现有的指南针一般分为两种，一种是指针式，其结构简单，携带方便，但它不能输出电信号，因此不适宜与其他电子装置相连接；另一种是数字式，它可以输出电信号，通过电子显示器显示方向，还可以将该电信号作为方向识别信号输出到其它的电子装置中，但是价格比较昂贵，很难应用到普通电子产品中。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种：结构简单，成本低廉、判别准确的数字式指南针，它可以应用于机器人的运动方向判别和其他普通电子装置中。
为达到此目的所采取的技术方案是：一种数字式指南针，包括磁针1、针尖状支撑物2、底盘3、薄圆盘4、光电传感器5、处理电路6和显示电路7。薄圆盘4的边缘设有一缺口，磁针1铆接在薄圆盘4上，薄圆盘4通过针尖状支撑物2支撑在底盘3上，N对光电传感器5与薄圆盘4的周缘相对应并均匀固定在底盘3上，光电传感器5的输出电信号分别与处理电路6的数据输入端相连，处理电路6的数据输出端与显示电路7相连接。
光电传感器5的N值分别为4、8、16、32和64。
光电传感器5为光电收发对管，其光信号可以从薄圆盘4边缘的缺口穿过。
本发明的有益效果是：
1、结构简单：由于将物理磁针铆接在轻质、不透明和设有缺口的薄圆盘上，其周围均布光电收发对管，缺口将薄圆盘转动通过的光信号转换成电信号，再进行信号处理，因此实现这一原理的机械结构和电结构简单。
2、成本低廉：由于所用部件和器件均为普通材料，而且数量少，因此制造成本低、生产过程简单。
3、分辨率高：由于采用N角形分布的光电传感器检测结构，因此对方向地判别准确、分辨率高。
4、使用灵活：由于结构简单、成本低廉、分辨率高，所以不仅可将其应用于机器人运动方向的判别，还可以将其产生的方向信号传送给其他电子装置进行数字信号处理。
【附图说明】
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地描述
图1为数字式指南针主视图。
图2为数字式指南针俯视图。
图3为数字式指南针安装结构图。
图4为数字式指南针传感器电路原理框图。
图5为数字式指南针显示电路原理图。
图6为数字式指南针处理电路原理图。
【具体实施方式】
如图1、图2、图3所示的八方向数字式指南针，它由磁针1、针尖状支撑物2、底盘3、薄圆盘4和光电传感器5所构成，磁针1铆接在质量很轻且不透光的塑料薄圆盘4上，薄圆盘4通过针尖状支撑物2支撑在底盘3上，由于磁针的物理指南作用，可以带动薄圆盘4一起转动。4对共8只由光电收发对管构成光电传感器5均匀固定在底盘3上，这8只光电收发对管分别产生东、东南、南、西南、西、西北、北、东北等8个方向的电信号。薄圆盘4的边缘处于光电收发对管间的槽形开口内，它可以阻断各光电收发对管的光信号，在薄圆盘4的边缘设有一缺口，当该缺口随薄圆盘旋转到光电收发对管的中间时，光信号可以从该缺口穿过并转换成电信号，该缺口的宽度小于两相邻光电传感器的间距，以防止产生误信号。光电传感器5的输出电信号分别与处理电路6的数据输入端相连，处理电路6的数据输出端与显示电路7相连接。
如图4、图5、图6所示，8光电传感器5的型号为OPTOIS01，他们的电信号输出端经非门后与处理电路6的数据输入端相连接，处理电路6由单片机构成，其型号为MCU16C73，显示电路7由发光管构成，单片机的8路RB信号端口端定义为数据输入端并与光电传感器5相连，单片机的8路RC信号端口端定义为数据输出端并与显示电路7相接。
本发明的工作原理是：当发射光线不被薄圆盘4上的缺口遮挡时(感光通道畅通)，光电传感器OPTOIS01就会导通并输出低电平，再经反向器变为高电平后传送给单片机MCU16C73的RB信号端口。反之，传送给单片机的为低电平。由于在任意时刻，只有一个光电传感器OPTOIS01导通，所以RB口的8路输入端中只有一路输入端为高电平，此时单片机判断RB0-RB7端口的高电平信号分别为代表东、东南、南、西南、西、西北、北、东北8个方向的信号，并通过RC端口的RC0-RC7驱动发光二极管进行显示。可以将此数字式指南针安装在机器人内，无论机器人向哪个方向运动，单片机都可以通过检验RB口的状态来判断机器人的运动方向，或者作为方向信号传送给其他电子装置进行数字信号处理。