多芯電纜纜芯校線器設(shè)計

方輝 秦基福 姚德振

摘 要：本文基于電力技術(shù)與工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，依據(jù)工程現(xiàn)場的實際情況，詳細介紹并設(shè)計了基于單片機STC 89C52小系統(tǒng)發(fā)送與檢驗信號確定多芯電纜纜芯的校線器；詳細介紹了校線器工作原理。本設(shè)計滿足校線器基本功能。

關(guān)鍵詞：多線校線器；單片機；基準(zhǔn)端；校準(zhǔn)端；數(shù)碼顯示

隨著電力技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)對電力設(shè)備的依賴越來越密切；智能設(shè)備投入工業(yè)生產(chǎn)提高了生產(chǎn)效率，加快了經(jīng)濟發(fā)展速率，但是，智能設(shè)備的控制系統(tǒng)越來越復(fù)雜與精密，控制電纜也從一芯漸漸向多芯轉(zhuǎn)變；就目前使用電纜而言，雖然很多的多芯電纜電纜芯上多有數(shù)字標(biāo)號或者顏色標(biāo)識，但是使用過程中標(biāo)號很容易抹掉或者顏色難以辨別，而且一般電纜的外表皮很堅硬，不容易剝開，這樣就很難將電纜兩端的電纜芯一一對應(yīng)起來。鑒于以上情況，本文提出以下多芯電纜校線器設(shè)計方案，并對其原理做詳細介紹。

一、基本方案設(shè)計

本設(shè)計分為兩個不同的設(shè)計部分，第一部分基準(zhǔn)端設(shè)計，主要硬件設(shè)備包括：STC 89C52單片機芯片一片，數(shù)碼管四個，基本通斷小開關(guān)5個，12M晶振1個，電容33P兩個、8腳排針16只（導(dǎo)線是排線時使用），外部引5V直流電源，PCB電路板一塊，電烙鐵，導(dǎo)線，排線若干等。基本設(shè)計原理圖如下圖1：

第二部分校驗端設(shè)計，主要硬件設(shè)備包括：STC 89C52單片機芯片一片，數(shù)碼管四個，基本通斷小開關(guān)5個，12M晶振1個，電容33P兩個、8腳排針16只（導(dǎo)線是排線時使用），外部引5V直流電源，PCB電路板一塊，電烙鐵，導(dǎo)線，排線若干等。基本設(shè)計原理圖如下圖2：

對于基準(zhǔn)端設(shè)計，單片機P1口前五個I/0端口，分別設(shè)計為系統(tǒng)啟動開關(guān)，1芯線纜校線選擇開關(guān)、2芯線纜校線選擇開關(guān)、3芯線纜校線選擇開關(guān)、4芯線纜校線選擇開關(guān)；單片機P3口前四個端口P3～0-P3～3分別作為HC573SJ八位數(shù)據(jù)透明鎖存器的片選信號控制端口，單片機P2口八位作為數(shù)碼管的顯示信號命令端口接在四個HC573SJ透明鎖存器的八個輸入端口，四個HC573SJ透明鎖存器的輸出端口分別接四個七段數(shù)碼管，每一個數(shù)碼管對應(yīng)P0端口的前四個端口中的一個，作為從該端口引出的校驗線芯的基準(zhǔn)值。

單片機工作時，根據(jù)線芯選擇開關(guān)的不同。單片機為P0口發(fā)送連續(xù)不同的命令。發(fā)送的命令由編寫程序確定，數(shù)碼管顯示可根據(jù)HC573SJ透明鎖存器的片選信號的高低電位來改變數(shù)值，當(dāng)片選信號為高電平時，單片機發(fā)送的命令可無阻礙傳給數(shù)碼管，當(dāng)片選信號為低電平時，透明鎖存器保持原來值不變，即數(shù)碼管保持原值不變，這樣單片機相同的端口可通過控制片選信號控制不同數(shù)碼管的顯示。本設(shè)計發(fā)送命令及校驗線接法如下表1所示：

對于校準(zhǔn)端設(shè)計，單片機P1口前五個I/0端口，分別接系統(tǒng)啟動開關(guān)，1芯線纜校線選擇開關(guān)、2芯線纜校線選擇開關(guān)、3芯線纜校線選擇開關(guān)、4芯線纜校線選擇開關(guān)；單片機P0口前四個端口P0.0-P0.3分別作為HC573SJ八位數(shù)據(jù)透明鎖存器的片選信號控制端口，單片機P2端口八位作為數(shù)碼管的顯示信號命令端口接在四個HC573SJ透明鎖存器的八個輸入端口，四個HC573SJ透明鎖存器的輸出端口分別接四個七段數(shù)碼管，每一個數(shù)碼管依次對應(yīng)P3端口的前四個端口中的一個，作為從該端口引出的校驗線芯的基準(zhǔn)值。

單片機工作時，根據(jù)線芯選擇開關(guān)的不同。單片機接收P3輸入的信號，再由單片機內(nèi)部系統(tǒng)對信號進行分析，為每個校驗端口對應(yīng)的數(shù)碼管賦值，通過數(shù)碼顯示的值，可以確定線芯。本設(shè)計接收的信號（校驗碼除外）、數(shù)碼管顯示及校驗線接法如下表2所示：

由以上表二可以看出，校準(zhǔn)端數(shù)碼管顯示因接線的位置不同會有不同的顯示，根據(jù)數(shù)學(xué)里的排列組合，當(dāng)四線檢測時，數(shù)碼管顯示會有A44♂=4*3*2*1=24種顯示方式，因此對于4線檢測，表二只是顯示的一部分，編寫控制程序時因全部考慮。基準(zhǔn)端發(fā)送命令時，首先發(fā)送校驗碼，在這設(shè)計校驗碼如下：一線制時，校驗碼為P3=0X01，也就是一直發(fā)送高電平，只做檢驗電纜芯是否折斷；二線制時，發(fā)送校驗碼P3=0X03，校驗端校驗時，當(dāng)檢測到P0=0X03時檢測系統(tǒng)開始對線芯檢測處理；三線制時，發(fā)送校驗碼P3=0X07，校驗端校驗時，當(dāng)檢測到P0=0X07時檢測系統(tǒng)開始對線芯檢測處理；四線制時，發(fā)送校驗碼P3=0X0F，校驗端校驗時，當(dāng)檢測到P0=0X0F時檢測系統(tǒng)開始對線芯檢測處理。檢測的結(jié)果分析時，只需要看電纜兩端數(shù)碼管顯示一致，就是同一根電纜芯。

二、設(shè)計方案需要注意的問題

（1）利用檢測裝置校線時必須按照設(shè)計時默認的接線方式接基準(zhǔn)端與校準(zhǔn)端的線。

（2）單片機芯片型號及晶振選擇時，基準(zhǔn)端與校準(zhǔn)端保持一致。

（3）如果校準(zhǔn)端數(shù)碼管不顯示，將待測電纜芯分成幾份，利用基數(shù)少的測試檔檢驗是否有斷開的纜芯。

（4）本設(shè)計核心是程序，寫程序必須考慮所有可能發(fā)生的因素，必須保證程序的正確性。

三、結(jié)語

本設(shè)計基于STC 89C52單片機設(shè)計多芯電纜校驗器，是一種小型、簡單、高效、方便的測試儀，能夠大量運用于電力工程設(shè)計。

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作者簡介：方輝（1990-），男，漢族，河南南陽人，本科，助理工程師，研究方向：電力系統(tǒng)。