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基于单片机的多芯电缆智能检测系统

2012-08-15李国华祁方晓

科技传播 2012年11期
关键词:电缆线芯线数码管

李国华,祁方晓

长治清华机械厂,山西长治 046012

0 引言

在电气产品的生产过程中,常需要制作为数众多的控制转接电缆,在电缆制作好后,需要对电缆进行通路检查以验证焊接的正确性,传统的方法是用万用表逐点测量通路,在电缆芯线较多时,此方法费时费力,且无法进行短路检查。本设计中的电缆通路短路智能检测系统基于51 单片机,通过程序对电缆各芯轮流扫描判断故障点,并将所有故障点清晰显示,准确迅速直观,大大提高了工作效率。

1 设计要求

1)要实现基本功能要求,即可以测试电缆的断路及短路故障;2)故障点可由数码显示器清晰准确显示,可以按芯数选择需要测试的电缆类别。

2 工作原理

2.1 电路构成

多芯电缆智能检测系统的电路构成核心是单片机AT89S52, AT89S52 为Atmel公司的8 位单片机,属51 系列,具有8K的Flash 程序存储器和在线编程能力,可使用下载线由计算机直接烧写程序到目标电路板,省去了编程器,对程序的维护与更改十分容易便捷,同时它内嵌有看门狗定时器电路(WDT), 使软件运更加稳定可靠集成电路U3、U4、U5、U6为单16 路模拟开关CD4067,它们通过导线束与被测电缆线的插座引脚相连,组成检测电路,共阳极数码管SMG1、SMG2、VT1、VT2等组成检测信息显示电路,电源电路由12V 直流稳压源和稳压集成电路LM7805 等组成,为电路中各芯片提供+5V的工作电压,SB0,SB1,SB2 分别为选择允许按钮、选择按钮和检测开始按钮。

2.2 电路原理

CD4067 的INH 引脚为选通便能输入端,低电平有效,单片机AT89S52 的P0 口输出地址玛在00H~ 0FH范围内,当P3.6 输出为0 时,U3 的INH使能端有效,U3 的地址选择输入端ABCD接收P0口输出的这16 个地址码:当P3.7 输出为0 时,U4的INH使能端有效,U4的地址选择端ARCD 接受P0口输出的16 个地址玛。U5、U6的使能端接地,它们的地址选择输入端ABCD 分别接收AT89S52 P2口高四位和低四位送出的16 个地址码。被测试电缆线插座引角与电路板上的插针管捍J1 一一相连,插针管脚J1则与U3、U4的输出脚一一相连,被测电缆线的另一端插座引角与电路板上另外一端的插针管脚J2相连,J2的引脚与U5、U6的输入脚一一相连。当P0的输出地址码选择U3 或U4 的第i 个模拟开关闭合,则U3、U4的第i个输出脚为低电平,此时,当P2 口输出的地址玛使与U5、U6相连的第i个模拟开关闭合 时,U5 或U6 数据输出瑞I/0 输出为0,当如果I/O输出不为0,则说明电缆中第i根导线不通,即电缆有断路故障,当P2口输出的地址码使U5、U6不相连的第j 个模拟开关闭合,那么U5、U6 的数据输出应为1,如果输出不为1,则说明第i根导线与第j 根导线相通,即电线出现短路故障。这样U3、U4中每一个模拟开关闭合后,要对应U5、U6 的所有模拟开关分别闭合进行检测,将断路或短路的出错芯线存放在存储器中,最后显示出来。显示信息由AT89S52 单片机P1口送出,由数码管SMG1,SMG2显示,单片机 P3.O、P3.1分别VTI和VT2 控制数码管的低位和高位。

2.3 多芯电缆检测系统的程序设计

采用了模块化设计,其程序模块主要可分为:主程序、 芯线选择设置子程序、检测芯线子程序、显示出错线号子程序、芯线选择显示子程序等。其中芯线检测子程序为适应32 芯及以下的各类电缆,从1芯到32 芯叉分为了32 个子程序,工作时由按钮选择,其程序流程相似,这里只使用32 芯线检测子程序为例:

LW BIT P3.0;P3.0为数码管显示低位控制口

HW BIT P3.1;P3.1为数码管显示高位控制口

KEY BIT P3.2;P3.2为检测开始键输入口

KEY1 BIT P1.7;P1.7为设置允许键输入口

KEY2 BIT P3.3;P3.3为检查芯线数设置键

……

3 使用方法

智能检测仪检测多芯电缆线的方法如下:1)首先接通电源,显示器显示“一一”;2)然后将电缆两端分别插入仪器的两插座中;3)按下选择允许按钮(SB0),显示器显示“一”,长按选择按钮(SB1)选择待测芯线数目,当显示递增为目标值时,松开选择按钮;4)弹起选择允许按钮,恢复显示“一一”,按下检测开始按钮(SB 2 ),仪器按预定程序依次检查多芯电缆线的每一根线接线是否正确;5)最后仪器自动将检查结果显示出来,若电缆焊接无故障,检测仪将显示符号“PS”。若有断路或短路故障,数码管将采用循环显示方式显示这几根线的线号;6)若要再检测这根电缆线,只要再按一下检测开始按钮即可,若要检测另一根电缆线,只要换上去重复上述2、3、4、5的步骤即可。

[1]黄菊生.单片机原理与接口技术[M].北京:国防工业出版社,2007.

[2]王辛之.单片机应用系统抗干扰技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2000.

[3]周航慈.智能仪器原理与设计[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005.

[4]王守中.51单片机应用开发速成手册:指令、模块、实例[M].北京:人民邮电出版社,2009.

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