多芯电缆线通、断、短路检测仪设计

多芯电缆线通、断、短路检测仪设计 随着社会的进步，文明程度的提高也日益明显，人们在追求高品位生活 的同时也从未放弃过对便捷性的追求。为给人们提供更大的便捷，各种自动 控制系统如雨后春笋般出现。作为各种电信，电器设备重要通讯媒介的电缆 在国民经济建设中发挥着越来越重要的作用。因此，电缆线路的安全运行 与人民生活息息相关，保障电缆线路的安全运行尤为重要。现在使用的都是 多芯电缆，对于连线之间由于各种原因造成的短路、断路故障情况，手工查 线无能为力，且会为设备日后的可靠工作留下隐患，设备连线的正确性已成 为系统可靠工作的重要因素。 基于上述原因，研制具有检测速度快捷，使用安装方便，测量准确，快 速显示故障点的多芯电缆测线仪，具有十分重要的现实意义。 通过学习和研究《电缆故障测试系统的设计》和《基于单片机控制的高精 度电缆自动测试仪》两种最新多芯电缆检测 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，我们得到如下结论： 1. 前者是一种新型的电缆故障测试系统，具有以下测试功能: (1)短路测试－精确测得电缆芯线之间是否有不必要的连接及短路点的具 体位置。 (2)断路测试－能测得电缆中某芯线是否连通及断路点的具体位置。 (3)统计及显示－统计并显示一次测量中开路及短路的芯线数及芯线号。 (4)适用于芯线数目较多和长距离的电缆测试场合 (5)测试准确、方便、快速，具有自动测试的特点。 与以往测试系统相比提高了测试效率和测试精度，而且测试原理简洁明 了，软件系统也极易实现。但本系统的硬件系统在测试短路和断路时却要更换 不同的硬件电路，在查找短路点和短路点时也要借着大量的人工劳动和录音机 1 多芯电缆线通、断、短路检测仪设计 的辅助，人工劳动会降低测试的效率，录音机也会受多芯电缆电磁的影响从而 降低测试的精确度。 2. 后者可对少于198芯的多芯电缆进行芯线电阻、芯线间绝缘电阻及芯 线间分布电容值的快速自动检测，在0.5-2s内完成单线测试;能准确地测出电缆芯线的断点和短路位置，并能对不合格的测试结果进行保存和查询;操作使用方便，更换测试档位及量程时，无需任何人工校准。系统采用单片机控制技 术，各种具有特殊功能的程序组成抗干扰功能较强的软件包。测试中，给被测 电缆施加电压、产生电流，由采样电阻把信号取出，再经过放大、线性化、模 数转换，经串行口送给单片机进行数据处理，最后由单片机把处理结果送显示 和控制。整个过程全部智能化和自动化。但本系统硬件电路过于复杂，由于硬 件电路用到的器件和芯片过多，因此对芯片和器件的精确度和抗干扰能力要求 极高，所以该系统的硬件设备成本极高，适用于军用工业，对于民用工业来说 造价太高，此外，此系统的原理和元件系统理解和实现对一般人来说过于困难， 一旦系统本身出现故障检查和维修将会有一定的难度。 在借鉴二者的优点和摒除二者缺点的基础上，我们组建了如下方案。 根据设计要求，我们要用单片机做系统的控制器根据设计要求，该设计 要以单片机作为控制系统的核心，不仅要求控制系统具有稳定可靠的工作性 能，功能的多样化，而且还要求其外围硬件电路尽可能的简单、系统软件编 程的简单化、成本的低廉及其性能的卓越等特点。为了满足要求，本设计我 们在对单片机的选择上，进行了认真的推敲，主要对8031、8051、AT89C51三种型号的单片机进行详细比较，对其外围电路的设计方案仔细推敲并进行 了多次修改，最终选定以AT89C51作为此次控制系统的核心。 对8031、8051、AT89C51三种型号的单片机的比较如下：8031内部具有128个字节的片内数据存储器（RAM），4个8位的并行I/O口，一个串行口，5个中断源，其具有的功能已经相当全面，但由于其片内没有程序存储 器（ROM），当用其构成最小系统时，需要进行片外程序存储器（ROM）的扩展，而片外程序存储器(ROM)一般没有自动锁存功能，因此在对其进行片 外扩展的同时还要带上锁存器。由于片外程序存储器的扩展占用了一部分 2 多芯电缆线通、断、短路检测仪设计 I/O口，在进行外围电路设计时还要对I/O口进行扩展，这样使硬件电路的 设计相对复杂化。8051与8031相比其内部已经存在4K的片内程序存储器（ROM），不需要再进行片外程序存储器的扩展，故可大大简化系统并节省 大量口线资源，使外围电路设计趋于简单化，恰好弥补了8031的不足，已经基本上满足了本次设计的要求，但与AT89C51相比，后者程序存储器采用 了闪存技术，编程速度相当快，擦除时也无需紫外线，即可用常规的编程器 进行编程，也可在线使之处于编程状态进行编程，这样对于单片机系统来说 不但可以方便的修改程序、在线测试，而且也更容易实现真正的“单片”控制，非常方便。AT89C51还支持两种软件可选的省电模式:闲置模式下CPU停止工作;掉电模式下，仅保留RAM内容而关闭芯片其它功能直到下一次硬件复 位的到来。 系统中要实时地显示故障电缆所对应的序号，显示器件可以采用LCD显示器也可以采用LED数码管。LCD显示器主要用在精密、贵重仪器上它 的造价相对较高。LED可以满足系统的显示要求，且价格便宜。 显示方案我们考虑了一下两种：（1）用通用TTL芯片扩展并行I/O口驱动LED显示；（2）采用专用的驱动芯片，例如8279，MAX7219等。方案一的成本低而且编程简便易懂，它的缺点是显示程序占用太多的CPU资源；方案二造价高编程难度相对较大但是芯片本事具有扫描显示的功能CPU只需完成对其的初始化及其送去要显示的数据它就可以自动扫描显示。考虑到 本系统中CPU有足够的资源，所以我们采取了方案一的显示方式。 同时显示方式我们也考虑两种方法：（1）静态显示；（2）动态显示。静态显示亮度较高，编程容易，管理也较简单，但占用资源较多，成本高。动 态显示与之相比则是线路简单，成本低，但编程存在一定的难度。综合考虑 我们采用了动态显示。 测试回路承担着检测电缆是否有故障、故障种类及其所对应的序号等 重要任务。实现这种功能的方法很多，这里我们考虑了两种方案：（1）以硬件为主，通过手动切换硬件电路，使不同的故障测试工作于不同的硬件 3 多芯电缆线通、断、短路检测仪设计 电路。（2）固定一种硬件电路，通过软件程序来实现不同故障测试的切换。 方案一的成本高而编程简便易懂。方案二成本低但编程难度相对较大。考虑 到经济和锻炼自我的因素，我们采用了方案二。 基于以 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 讨论结合本人自身水平和本科生毕业设计的要求，在老师的 精心指导下，我们一组设计一个测试短路和断路共用一个硬件电路，能测试 1-48芯，并能显示出短路和断路电缆序号的多芯电缆短路、断路的故障测试 系统，但此系统却不能测试出短路点和断路点。 本设计的核心是AT89C51单片机，利用单片机在接收，处理数据方面高 速高效，功能强的特点，构造设计方案。外围电路主要承担发送和显示等辅 助作用，除发送部分之外，主要是由数字电路组成。其中主机应用的是TTL 的集成芯片，子机由于节能要求，使用能与TTL芯片兼容的COMS芯片HC 系列，保证了电路的正常运行。 本设计虽是一篇毕业设计，结果具有很大的实用性，可以解决电缆施工 中的一些具体的问题。同时，由于设计中运用了处理能力很强的单片机，因 此本设计在性能扩展方面的余地还很大，还有待于今后继续扩展完善，以使 其更加高效，方便。 4 多芯电缆线通、断、短路检测仪设计 本系统是以89C51单片机最小系统为核心，另加电源电路、状态指示灯、 报警电路、按键功能电路、动态显示电路和测试回路等几部分组成。系统硬 件电路中最重要的部分是89C51单片机最小系统，承担了电平信号的发送、 接收、识别及译码输出等功能；其中测试回路是系统功能实现的主要执行部 分由输出电路和输入电路组成。其原理框图如图1。 状态显示 输 入 电 路 89c51 报警电路 最 小 输 出 电 路 按键电路 应 用 系 统 显示电路 1. 本系统的核心芯片是ATMEL公司的AT89C51。AT89C51是一种低功耗高性能CMOS 8位单片机 ,它除了具有与MCS- 51完全兼容的若干特性外 , 最为突出的优点是片内集成了4K字节Flash PEROM ,可用来存放应用程序。这个Flash程序存储器除允许用一般的编程器离线编程外 ,还允许在应用系统中实现在线编程 ,AT89C51的另一个特点是工作速度高 ,晶振频率可高达 5 多芯电缆线通、断、短路检测仪设计 24MHz,一个机器周期仅 500ns,比MCS -51快了一倍。 以单片机AT89C51组成的最小系统选用了12MHz的晶振，晶振回路的两个瓷片电容C1、C2为30PF。上电自动复位电路由一个10K的电阻和一个10uF的电解电容组成。由于经验的缺乏，在最初设计时我们漏掉了手动复位 这一在系统调试中极为重要的电路。 电源是各种电子设备的核心，电源是系统的能量来源，电源出故障就会 使整个系统的电子设备不能正常工作，因此，电源系统质量的优劣和可靠性 的高低直接决定着整个电子设备的质量。 为获得平稳恒定的＋5V直流电压，我们采用了目前比较常用的电源设 计方案。其主要有电源变换器、整流电路、滤波电路和稳压电路组成。电源 变换器即是我们通常所说的变压器其作用是将电网电压变换成所需要的交 变电压，再将变换后的交变电压整流、滤波和稳压，最后获得所需要的直流 电压。整流电路是利用具有单向导电典型的整流元件（如整流二极管、晶闸 管）将大小、方向变化的正弦流电变换成单向脉动的直流电。但这种单向脉 动电压含有很大的波纹成分，一般不能使用。滤波电路的主要任务是将整流 后的单向脉动的直流电压的众波纹成分尽可能滤除掉，使其变成平滑的直流 电。滤波电路通常由电容、电感、等储能元件组成。稳压电路的作用是采取 某些措施，使输出的直流电压在电网电压或负载电流发生变化时保持稳定。 本设计采用的是三端固定集成稳压器7805构成的5V稳压电源。三端稳压器7805的三端分别是输入端VI、输出端V0和公共端COM，使用时公共端COM 通常接地。其硬件电路图如图2所示。 6 多芯电缆线通、断、短路检测仪设计 2. 电源电路工作原理：220V交流电压经过变压器（变比为220：9）变压后得到9V的交流电压，经过由IN4007构成的桥式整流电路整流后，输出 12V左右的的直流电压，再经电容滤波，输入到三端固定式集成稳压器7805输入端，经过7805后再经电容滤波后，输出为5V的直流稳压电压。 对此电路的分析如下：在此特地要强调的是220V交流电压经过变压器（变比为220：9）变压后得到9V的交流电压，经过由IN4007构成的桥式整流电路整流后，输出12V左右的直流电压，此处的12V电压即可满足要求，因为在7805的输入端只要有3V左右的压差即可使7805正常工作。 另外特地要强调的是，按上图的接法，会在某种情况下给7805造成了一定的负荷，使7805发热，因此要加散热片。 17805 ? 集成稳压器7805的功耗几乎全部变成热，使稳压器的温度升高。若发 热量小，可依靠稳压器的封装进行自然散热；若发热量较大时，必须安装适 当的散热片。 ?集成稳压器7805的工作速度不太高，对输入电压或负载电流的急剧变 动的响应较慢。 ? 集成稳压器7805本身的静态消耗电流IQ为4～8mA（最大）；输出的电压最小为4.75V，最大为5.25V；输入电压为10V。 ? 集成稳压器7805的输出电流最大为2.2A，实际需要输出电流超过3A，可采用外接功率晶体管扩大输出电流的方法。 2 ?变压器变比为200V：9V，功率为5W即可。 ?电解电容C9用2200µF/25V, 电解电容C10用470µF/25V即可； 瓷片电容C8用104，C11用103。 ?整流二极管IN4007的参数：VR=1000V,IF=1A,VF=1V,IR=5µA。 7 多芯电缆线通、断、短路检测仪设计 状态指示灯，本系统共用四个状态指示灯：L1、L2、L3、L4，不同的状态指示灯亮表明系统处于相应的工作状态。其中L1为设置状态指示灯， L2为测试状态指示灯，L3为短路故障指示灯，L4为断路状态指示灯， 报警电路，报警电路主要是对操作者起报警、提醒的作用。系统每次接 通电源、工作状态的改变及每次检测到电路故障时，报警电路都报警一次。 674LS04本系统中状态指示灯和报警电路共用一个反相器，对于发光二极管该反相器作为稳定发光二极管负极电压，使其正、负极两端电压为一定 值，从而实现发光二极管稳定发光；对于蜂鸣器则起反向驱动的作用，提高 NPN9012蜂鸣器的响度，蜂鸣器在反向驱动的基础上又加了个型三极管进 10K一步加强驱动能力。同时为保护器件状态指示灯和报警电路分别加和5103的限流电阻。其电路原理图如所示。由原理图可知其软件实现也很容 I/O易：使状态指示灯发亮只需把相应的控制口置位就行了，使状态指示灯 I/OL1 SETB P1.0L1熄灭只需把相应的控制口清零就行了，如发亮： ； CLR P1.0CLR 熄灭：。同理蜂鸣器的蜂鸣与停止的实现软件为：蜂鸣： P1.7SETB P1.7 ；停止： 。 3. 结合原理图我们很容易明白其原理：状态指示灯发光和蜂鸣器报警的实 8 多芯电缆线通、断、短路检测仪设计 现就是在固定他们一端电平的前提条件下，通过单片机控制其另一端电平的 高低使其对应电路导通或断开而完成的。 2.4 按键功能电路设计 按键功能电路，本系统共用三个按键，通过软件设计，三个按键可以实 S1S2 现三个不同的功能，其电路原理图及各个按键的具体功能介绍如下：、、 S3 S1S2S3三个按键的功能分别为：为设置按键：为测试的线芯数递减键； 4 为测试运行键。其硬件电路图如图所示。 4. 由按键功能原理图我们可以看出这部分的原理更简单：因为单片机的 三个I/O口通过10K的电阻与电源相联，所以在没有按键的情况下单片机的 三个I/O口的电平恒为高，只有在其对应的键按下的时候其电平才为低。我 们就是依据单片机检测的电平信号来判断是否有键按下及其对应的序号的。 显示器接口是单片机系统中的主要人机接口之一，常用的显示器有：发 光二极管显示器，简称 LED；液晶显示器，简称 LCD 和荧光屏显示器等。 9 多芯电缆线通、断、短路检测仪设计 由于 LED 有价格低，寿命长，对电压电流的要求低及容易实现多路等优点， 因而成为智能化测量控制仪表中简单而常用的输出设备。考虑到本系统只用 来简单的显示数据，所以选用发光二极管显示器。在单片机中通常使用七段 LED，构成字型“8”，另外还有一个小数点发光二极管以显示数字、符号、及 小数点。这种显示器有共阴和共阳两种，共阴极接法是公共阴极接地，当各 段阳极上的电平为“1”时，该段点亮，电平为“0”时，该段就熄灭；共阳极接 法是公共阳极接+5V 电源，当各段阴极上的电平为“0”时，该段点亮，电平 为“1”时，段就熄灭。LED 工作电流通常在 10～20mA 左右，故电路中需要 串联适当的限流电阻。发光强度基本上与正向电流成正比。LED 显示器显示方式也分静态显示和动态显示两种。 对于本系统中的四位LED数码显示器，为了简化电路，降低成本，我 们采用了以软件为主的接口方法的动态扫描显示。所谓动态扫描显示就是利 用人眼对视觉的残留效应，采用逐位地循环点亮各位数码管，每位显示1ms左右，使人眼看起来就好像同时显示不同的字符一样。所以，实现LED数码显示器的动态扫描显示，除了要给显示器提供显示段码之外，还要对显示 器进行位的控制，即通常所说的“段控”和“位控”。因此，对于本系统中的四 位LED数码显示器的接口电路来说，需要有两个输出口，其中一个用于输 出显示段码；另一个用于输出位控信号。“位控”实际上就是对LED数码显示器的公共端进行控制，位控制信号的数目与显示器的位数相同。 因本设计的要求串行通信，I/O又不够用，所以本设计的显示借住于一 个串行移位寄存器74LS164把串行数码段选信息转换为并行数码段选信息。 其原理是89C51的串行口工作于方式0时，串行接口为同步移位寄存器方式， 其波特率是固定的，为振荡频率的1/12。数据从89C51的10管脚串行输出，89C51的11 管脚输出同步脉冲。硬件电路连接为：把74LS164的1和2管脚连在一起并与89C51的10管脚连通，从而实现数据的传送，把89C51的11管脚与74LS164的8管脚相连送以时钟脉冲信号作二者同步工作的控制信 号。74LS164的9管脚直接与电源相连，使74LS164恒处于工作状态。74LS164的输出与数码管的八位段选相连，以便点亮数码管相应的段。同时借住89C51的P3口的P3.2、P3.3、P3.4、P3.5加以适当的驱动电路（这里选用了6反向器集成器件74LS04和PNP三极管9013）作为动态显示的位选。其电气原理 10 多芯电缆线通、断、短路检测仪设计 图如图5所示。 对原理图我们有以下说明：系统有四个数码管，其电路连接基本相同， 在既能体现其原理又能简化电路图的前提下，我们只画了一个数码管的原理 图；图中的反相器在实物中是由6反相器集成器件来代替的。 5. 测试回路承担着检测电缆是否有故障、故障种类及其所对应的序号等 AT89C51重要任务。为提高整个系统的运行效率和数据驱动能力，本系统在 P074LS245的口加了一个双向总线驱动器。这里的与门采用了四个二输入 74LS0812345集成器件，其管脚功能为：、为一个与门输入为其输出；、 691081213为一个与门输入为其输出；、为一个与门输入为其输出；、为 11714 一个与门输入为其输出。管脚接地，管脚接电源。 AT89C51测试回路由又可以分为输入电路和输出电路：单片机通过输出电路对选中的芯线送以低电平作为检测基准信号；又通过输入电路从另一 端读入所有芯线的电平信号，并以此来判断是否有故障及故障的种类，同时 也提供了故障芯线所对应序号信息。 AT89C51输入电路和输出电路配合，单片机通过输入电路提供的信息来 判断多芯电缆是否有故障及其对应的序号。输入电路部分采用了可编程并行 I/O8255 接口芯片为其主要功能部件下面从首先给予介绍。 11 多芯电缆线通、断、短路检测仪设计 8255I/OHMOS是一种可编程并行接口芯片，它采用工艺制造，用单一+5V40PAPBPC 3电源供电，具有条引脚，采用双列直插式封装有、、个端 24I/OI/O口共条线，可以通过编程的方法来设定端口的各种功能，由于它功能强，又能方便的于各种微机系统相联接，而且在连接外部设备时，通常 不需要在附加外围电路，所以得到了广泛的应用。 82558255PAPBPC本系统共用两片，通过软件设计使两片的、、端口 48I/O048I/O共条线全部置于工作方式。即条线全作为输入口。其硬件 8255D7D074LS245连接为：的数据线～通过双向总线驱动器和系统数据总 RESETRD() 线相连。复位信号（高电平有效）、读信号低电平有效、写信 WR()AT89C51CS号低电平有效等直接单片机相连。两个片选信号分别单 AT89C51P2.0P2.18255A0A1片机的和相连，两片的端口选择信号、都 AT89C51P2.2P2.36 分别连在单片机的和上。其硬件电路原理图如图所示。 对原理图我们有以下说明：这只是输入电路的一部分，这里我们省去了 大家所熟知的8255与单片机连接的部分，只画出了既能实现其功能又体现 其特点的部分；实物中又两个这样的电路。 6. 12 多芯电缆线通、断、短路检测仪设计 输出电路和输入电路配合，为输入电路提供基准信号以实现该系统的功 能。输出电路由三个4—16 译码器74LS154和单片机AT89C51的相应I/O口配合组成。方案中我们把译码器74LS15的两个使能端G1、G2（低电平有效）连接在一起作为该片74LS154的片选，单片机89C51通过P2.4、P2.5、P2.6三个I/O口分别三个74LS154的G1、G2相连，从而实现对该片74LS154的片选。74LS154的四个输入与单片机89C51的P0口的低四位相连，单片 机89C51通过P0口的低四位来实现74LS154的16选1的功能，被选中的74LS154根据单片机89C51的P0口的低四位送的数把相应序号的输出端变 为低电平，其余的输出端都为高电平。其电路原理图如图7所示 7. 13 多芯电缆线通、断、短路检测仪设计 该系统主要是测试多芯电缆短、断路故障的测试系统。按下测试键，报 警电路报警一次，测试状态指示灯变亮，测试开始。其简明原理是基于+5 V系统的电源电压，利用输入电路和输出电路的逻辑电平的高和低（即“1”和“0”）来实现其检测多芯电缆的短、断路故障及其序号的功能。其测试过程 可分为两步来理解：首先单片机89C51通过输出口选中第X芯电缆并送一基准信号（低电平即逻辑“0”）；然后单片机89C51再通过输入口把所有电缆对 应另一端的信号检测一遍，以输入端检测到的信号（即电平的高、低）来判 断多芯电缆通及短、断路故障。 由以上原理介绍可知测试过程中起主要作用的是输出电路和输入电路 两部分，分别介绍如下： 1.输出电路：输出电路由三个4—16 译码器74LS154和单片机89C51的相应I/O口配合组成。三个4—16 译码器74LS154最多能实现48芯电缆的测试，方案中我们把译码器474LS15的两个使能端G1、G2（低电平有效）连接在一起作为该片74LS154的片选，单片机89C51通过相应的I/O口与G1、G2相连，从而实现对该片74LS154的片选。74LS154的四个输入与单片机89C51的P0口的低四位相连，单片机89C51通过P0口的低四位来实现74LS154的16选1的功能，被选中的74LS154根据单片机89C51的P0口的低四位送的数把相应序号的输出端变为低电平，其余的输出端都为高电 平。 2.输入电路：输入电路主要有两片8255和单片机89C51配合并加以适合入口，两片共有48个输入口，从能满足48芯电缆的故障检测。同时每口 通过10K的上拉电阻接到+5 V的电源上，所以，在上电非工作状态，所有 的输入口检测到的信号都应是高电平。 进行断路检测时：首先通过单片机89C51的P2口选中第一片74LS154的片选，再通过单片机89C51的P0口的低四位把第一片74LS154的第一个输出口变为低电平，然后再由单片机89C51通过两片8255按次序从第一个输入口开始逐一判断到最后一个。如果只有第一个输入口是低电平而其它的 14 多芯电缆线通、断、短路检测仪设计 输入口都是高电平则说明第一芯电缆正常。如果除第一个输入口外还有别的 第X个输入口为低电平则说明第一芯电缆与第X芯出现了短路故障。检测 完第一芯再通过输入口把第一片74LS154的第二个输出口变为低电平，然后 重复第一芯的检测过程。检测完16芯之后，通过单片机89C51的P2口选中第二片74LS154的片选在重复第一片74LS154的过程，检测完32芯之后，通过单片机89C51的P2口选中第三片74LS154的片选在重复第一片74LS154的过程。 进行断路检测时：其过程与断路检测完全一样，首先通过单片机89C51的P2口选中第一片74LS154的片选，再通过单片机89C51的P0口的低四位把第一片74LS154的第一个输出口变为低电平，然后再由单片机89C51通过两片8255按次序从第一个输入口开始逐一判断到最后一个。如果只有 第一个输入口是低电平而其它的输入口都是高电平则说明第一芯电缆正常。 如果第一个输入口为高电平则说明第一芯电缆出现了短路故障。检测完第一 芯再通过输入口把第一片74LS154的第二个输出口变为低电平，然后重复第 一芯的检测过程。检测完16芯之后，通过单片机89C51的P2口选中第二片74LS154的片选在重复第一片74LS154的过程，检测完32芯之后，通过单片机89C51的P2口选中第三片74LS154的片选在重复第一片74LS154的过程。 15 多芯电缆线通、断、短路检测仪设计 本系统软件用MCS-51汇编语言生成，采用模块化结构和子程序嵌套技 术，可节省内存，便于程序的编制、修改、扩充和联调。整套程序由主程序 和6个子程序构成。以下逐一介绍各个程序模块。 开 始 灭所有状态指示 报 警 20ms 初始化显示缓冲区 初始化串行口 初始化8255 置默认测试48芯 调用按键查询子程 序 N 按键 否？ Y N Y 设定键？ 测试子程序 设定子程序 8. 16 多芯电缆线通、断、短路检测仪设计 主程序框图如图所示。主要完成系统初始化和判断按键调用相应的子程 序。当本系统启电复位后，首先使所有的状态指示灯熄灭和报警一次。状态 指示灯熄灭表示系统还没有进入相应的状态，报警是告诉操作者系统已经准 备好可以开始工作了。初始化显示缓冲区为以下调用显示子程序准备显示初 始值。对穿行口和8255进行初始化是为使二者工作于系统要求的工作方式。 默认测试48芯是本系统的一个特性。主程序中的显示子程序是所有的数码 管全段显示，用于检验所有的数码管是否能正常工作。按键查询是通过查询 判断是否有键按下和哪个键按下，使系统转入相应的子程序实现系统检测多 芯电缆线通、断、短路的功能。 子程序有延时子程序、显示子程序、查询键子程序、代码转换子程序、 设定子程序和测试子程序.以下将重点介绍延时子程序、查询键子程序和测试 子程序。 计算机每指行一条指令都需要一定的时间，有一些指令组成一段程序， 并反复循环执行，利用计算机执行程序所用的时间来实现延时，这种程序称 为延时程序。如当系统使用12MHZ的晶振时，一个机器周期为1微秒，执 行一条双字节双周期指令DJNZ的时间为2微秒。根据延时的时间设定相应的循环次数就可以达到精确延时的目的，对于超过一定范围的延时时间可以 采用外循环内循环嵌套的多重循环结构。根据本系统的延时需要，这里的延 时子程序采用了外循环和内循环嵌套的两重循环结构，而且内循环的次数已 确定，根据需要在调用延时子程序前，只需把相应的外循环次数赋予外循环 次数寄存器R7即可。其程序框图如图9所示。 首先对所有按键查询一次，检查有无闭合键。若无键闭合，则对累加器 A送0；若有键闭合，则先消抖。这里采用调用三次数码显示器扫描循环子 程序的方法，每次3ms多一点，共约10ms。然后再查询有无键闭合，若无 17 多芯电缆线通、断、短路检测仪设计 键闭合，则返回主程序；若有键闭合，则进行逐一查询，以判别哪个键按下。 若是按键K1闭合，则对累加器A送1；若是按键K2闭合，则对累加器送2； 若是按键K3闭合，则对累加器送3。其程序框图如图10所示。 开 始 R7 外循环次 数 WAIXUNHUAN 外循环次数 R6 内循环次 数 R6 （R6）-1 N 内循环次数=0？ Y R7 （R7）-1 Y N 外循环次数=0？ 返 回 9. 该子程序通过输出电路把各芯线的一端顺次逐一送低电平，通过输入电 路顺次逐一地读入各芯线的另一端电平，单片机根据两者提供的电平信号判 断是否有故障以及故障的种类。其程序框图如图11所示。 18 多芯电缆线通、断、短路检测仪设计 该子程序通过输出电路把各芯线的一端顺次逐一送低电平，通过输入电 路顺次逐一地读入各芯线的另一端电平，单片机根据两者提供的电平信号判 断是否有故障以及故障的种类。其程序框图如图11所示。 开 始 有键闭合？ 延 时10ms, 消 抖 逐个查询按键 找到闭合键？ 返 回 按键K1? 按键K1? 1 A 3 A 2 A 0 A 10. 19 多芯电缆线通、断、短路检测仪设计 开 始 经输出电路送芯线1低 电平 经输入电路读芯线1电 平 Y N 有故障？ Y N 经输入电路读下一芯线断路？ 电平 N 报警一次，L4报警一次，L3 输入测试亮 亮 完？ Y 显示故障芯线序 号 经输出电路送下一芯线低 电平 N 输出测试 完？ Y 返 回 11. 20 多芯电缆线通、断、短路检测仪设计 本系统的原理简单明了，系统软件中的主程序、延时子程序、显示子程 序、查询键子程序、代码转换子程序和设定子程序都是课本上讲过或经常见 到的子程序，对我们本该极易实现，对于芯线数少的测试子程序也极易实现， 但本系统中的48芯电缆的测试子程序虽然原理简单，但其中用到的循环指 令过多，对我们来说有一定的阻力，但我们坚信通过努力还是能克服这点阻 力的。 在硬件焊接完成之后，我们组合力编写了主程序、延时子程序、显示子 程序、查询子程序、代码转换子程序和设定子程序等几部分。在查阅参考了 一些相关 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 确认我们的这几部分程序基本上可以调试成功的基础上，我们 组三成员迫不及待地来到了实验室烧录子程序，并兴高采烈地期待着预期的 结果。遗憾的是我们等待的结果是：只有报警电路在上电的那一刻如期地响 了一次，状态指示灯却事与愿违地一直处于全亮状态，四个数码管的显示也 与程序设定相差甚远。我们都很沮丧但并没有灰心，离开实验室我们组成员 更加努力地从软件开始查找失败的原因，软件再次确认后，我们求助了指导 老师，在他的指导下我们开始从硬件电路找原因，并明确了以调试成功显示 子程序为基本目的。 经过细致的排查我们找到令我们组三成员痛心的结果。由于我的粗心大 意，在用原理图生成PCB板的过程中，在用手工布局时，由于我的手抖动导致了89C51、8255、74LS245、74LS164、74LS154等几个重要芯片出现了许 多错连和串联的现象。于是我们又开始了撤除芯片，按照原理图把错误的端 点在PCB板上割断，把本该连接而没连上的端点用飞线重新连了起来。最终 一块外形美观的PCB板被我弄的面目全非，就连我们那最基本的显示目标也无法完成了。 毕业答辩的日子越来越近了，时间已经不允许我们再从头再来。我们必 须接受我们的毕业设计实物制作部分夭折于系统调试这一紧要的最后关头。 21 多芯电缆线通、断、短路检测仪设计 这个题目是老师以课件的形式讲授过的，所以我们在检索文献、方案论 证和绘制硬件原理图等前期工作中目标明确、思路清晰，可以说一切都很顺 利。接下来的绘制PCB板却给了我们一个不小的阻力，我们通过自学，经过 一个多月的努力也克服了这个难题，紧接着的焊接器件也相当顺利，但由于 绘制PCB板存在的多处错误，使我们的实物部分夭折于系统调试。 就最后结果而言我们的实物制作失败了。但我们通过这次实物制作，也 学会了很多东西，增强了文献检索和查找数据 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 的能力，熟悉了工程实践 中电子电路的设计方法和整个实物制作过程，掌握了毕业设计的 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 文体。 此过程遇到的困难及解决和挫折与失败，提高了我的解决困难的能力和心理 素质。在查找资料，小组讨论过程中我们组三成员资源共享，为寻找最佳方 案共同努力，各抒己见，这更增强了我的团队协作意识和能力。 通过这次设计，我对四年来所学过的主要知识重新温习了一遍，对课本 知识的感性认识也转化为理性认识，可以说这次设计是对我四年所学知识的 一个大检验，也是我四年大学中的一个丰收过程。 22 多芯电缆线通、断、短路检测仪设计 致 谢 首先感谢我们的指导老师，感谢他对我们诲人不倦的教导，感谢他慷慨 地为我们提供著作PCB板的机会，使我们从头到尾实战性地演习了工程实践 中电子电路的设计和实物制作过程，学到了许多新的知识，弥补了本专业的 几大空白。 感谢实验室的老师，感谢他为我们提供实验器材和实验地点，感谢他多 我们无私的帮助。每次我们在实验室加班到深夜，他和我们的指导老师都会 在旁边耐心地指导着，是他们的态度和精神激励着我们不断前进。 感谢同组的张海莲和黄鸣两位同学，感谢他们为这次设计提供了大量的 有价值的文献资料，感谢他们在艰难时候对我的鼓励和对我失误的包容。 最后，感谢我们的母校——郑州轻工业学院，所有的这一切都是我们母 校为我们提供的，是我们的母校教育和培养出如此人者负责的老师和优秀的 学生。是母校为我们提供这片自由的天地。 23 多芯电缆线通、断、短路检测仪设计 [1] Driesen J,Green T,Van C T,Belmans R. 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