專利名稱：一種開放式噴繪機用線纜故障檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
“一種開放式噴繪機用線纜故障檢測儀”是一種自動檢測噴繪機線纜短路、開路和對地三種故障的儀器，可廣泛用于噴繪機線纜故障的離線分析和檢測。
背景技術(shù)：
噴繪機上使用的線纜結(jié)構(gòu)復雜，種類繁多，在一條線纜上，往往集成了多個接線端子和轉(zhuǎn)接件，尤其如SCSI端子，管腳之間的連接方式更為復雜。一臺噴繪機上往往需配備幾十條不同類型的線纜，一旦線纜發(fā)生故障，會給生產(chǎn)廠家造成巨大經(jīng)濟損失，所以，在調(diào)試安裝噴繪機的過程中，必須嚴格檢查機器上的各種線纜，避免出現(xiàn)短路、開路和對地(線纜中的非地線與地線、金屬接線端子的外殼發(fā)生短路)等故障。手工檢測方式(如使用萬用表)效率低，操作人員也容易疲勞，檢測結(jié)果容易出現(xiàn)問題，該方式不適于復雜線纜的檢測。目前市場上也有產(chǎn)品化的線纜檢測儀出售，但該類檢測儀缺少與噴繪機線纜端子間的接口，而且不具開放性，很難適用于不同類型噴繪機線纜的故障檢測。如圖1所示為現(xiàn)有的一種線纜故障檢測儀電路示意圖，由單片機、與單片機相連的故障報警電路、電源模塊、鍵盤和擴展電路組成。開放性指隨著噴繪機線纜接線方式的變化，線纜檢測儀應提供便利的檢測點設(shè)置方式，不應僅局限于檢測幾種固定不變類型的線纜。開放性使線纜檢測儀適用于更多類型的噴繪機，從而提高線纜檢測的范圍、降低生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有線纜檢測儀缺少與噴繪機線纜端子間的接口，不具開放性，不能直接用于噴繪機線纜故障檢測的缺點，提出了一種噴繪機線纜故障檢測的儀器，該儀器具有開放性，能夠動態(tài)調(diào)整檢測點，具有更廣泛的適用性。
本實用新型的技術(shù)方案如圖2和圖3、圖4所示，主機部分包括第一單片機、第二單片機、鍵盤(模式選擇鍵盤和測量鍵盤)、JTAG接口電路(第一JTAG口和第二JTAG口)、故障報警電路。主機通過模式選擇鍵盤設(shè)置線纜故障測試類型，使用測量鍵盤設(shè)置線纜類型，通過故障報警電路顯示測量結(jié)果，通過RS232電路與PC機通信；主機還設(shè)置有前端(后端)I/O擴展電路、輸入/輸出接口擴展電路、RS232電路和線纜檢測軟件；前端(后端)I/O擴展電路由通用I/O擴展芯片、地址鎖存芯片與第一單片機、第二單片機連接；輸入/輸出接口擴展電路由通用的線纜接線端子和中間接口端子與前端(后端)I/O擴展電路連接；RS232電路由通用串口芯片與第二單片機連接；前端I/O擴展電路用于線纜檢測中端點電平的設(shè)置，后端I/O擴展電路用于端點電平的采集；輸入/輸出接口擴展電路集成了多種通用標準接線端子，用于和外部線纜的連接；RS232電路把第二單片機的檢測結(jié)果通過串口傳至PC機軟件，并接收PC機發(fā)送的控制命令，其數(shù)據(jù)發(fā)送與接收過程受第二單片機控制。
所述的第一單片機和第二單片機為MEGA系列單片機，第一單片機和第二單片機通過串口和譯碼兩種方式進行通信；串口方式使用了PE0和PE1引腳；譯碼方式使用了第一單片機的PC口，使用了第二單片機的PE2-PE7、PB0和PB1共8個引腳；第一單片機通過PB口與測量鍵盤連接，通過PD0-PD2與模式選擇鍵盤連接；第二單片機的PD0、PD1和PD4用作模式選擇鍵盤電平的讀??；第一單片機把讀取的測量鍵盤信息通過串口方式或譯碼方式發(fā)送給第二單片機，第二單片機通過接收到的信息，執(zhí)行測量任務。第一單片機和第二單片機引腳ADC4-ADC7為JTAG口使用，PC程序代碼通過JTAG口燒錄；第二單片機的PB2-PB7用于測量結(jié)果的顯示，控制發(fā)光二極管和蜂鳴器動作；第二單片機的PD2、PD3連接RS232串口芯片的引腳R1OUT、T1IN，控制串行數(shù)據(jù)的讀寫；第一單片機和第二單片機的引腳23和引腳24接外部12M晶振電路，為CPU提供外部工作時鐘，引腳RESET與復位電路連接，控制單片機的上電復位。通過通用I/O擴展芯片、地址鎖存芯片組成I/O擴展電路；通過其各端口的輸入輸出信號控制其它電路工作。
所述的前端I/O擴展電路和后端I/O擴展電路分別使用了三個I/O擴展芯片和一個地址鎖存芯片，采用總線工作方式；前端I/O擴展電路控制U5、U6和U7工作，由第一單片機進行電平設(shè)置；后端I/O擴展電路控制U8、U9和U10工作，通過待測線纜與前端I/O擴展電路連接，由第二單片機讀取后端I/O擴展電路的電平；前端I/O擴展電路和后端I/O擴展電路外擴了68個測點。
所述的RS232電路的通用串口芯片與第二單片機的連接為，RS232接口芯片符合RS232標準，第二單片機通過PD口的引腳PD2、PD3與RS232接口芯片連接，第二單片機控制將數(shù)據(jù)寫入RS232接口芯片，RS232接口芯片經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為PC機能夠接收的數(shù)據(jù)格式，并在PC機的線纜檢測軟件中顯示。
本實用新型通過模式選擇鍵盤設(shè)置線纜故障測試類型，使用測量鍵盤設(shè)置線纜類型，通過故障報警電路顯示測量結(jié)果；外擴了68個測點，并集成了多種標準接線端子；通過RS232電路與PC機通信，由線纜檢測軟件采用圖形和文字顯示方式進一步顯示線纜故障；通過線纜檢測軟件開放式的添加線纜連線圖。
本實用新型通過RS232電路與PC機通信，提高了線纜故障檢測的效率和準確性。
本實用新型具備開放式添加線纜連線方式，可根據(jù)操作人員的要求設(shè)置測點，并通過串口將設(shè)計結(jié)果存儲在PC機和單片機中，此后可對該類線纜直接測量，開放式的設(shè)計使線纜檢測儀具備了更高的適應能力。


圖1現(xiàn)有的線纜故障檢測儀示意框圖；圖2本實用新型主機電路的結(jié)構(gòu)框圖；圖3本實用新型具有68路I/O擴展電路的原理圖；圖4本實用新型具有開放性設(shè)計的線纜檢測軟件結(jié)構(gòu)框圖；具體實施方式
結(jié)合圖2、圖3、圖4對本實用新型做進一步說明一種開放式噴繪機用線纜故障檢測儀，包括主機和線纜檢測軟件兩部分。主機部分包括第一單片機、第二單片機、鍵盤(模式選擇鍵盤和測量鍵盤)、JTAG接口電路(第一JTAG口和第二JTAG口)、故障報警電路、前端(后端)I/O擴展電路、輸入/輸出接口擴展電路和RS232電路，線纜檢測軟件由軟件菜單、線纜連線圖和測點制作界面、線纜連線圖和測點制作模塊、測點和連線圖存儲數(shù)據(jù)庫、線纜測試結(jié)果圖形顯示界面、線纜連線圖顯示模塊、線纜測試結(jié)果文字顯示界面、線纜測試文字顯示模塊、串口初始化、接收、發(fā)送模塊組成。
第一單片機和第二單片機為MEGA系列單片機，型號為ATMEGA128。串口方式使用了PE0和PE1引腳；譯碼方式使用了第一單片機的PC口，使用了第二單片機的PE2-PE7、PB0和PB1共8個引腳；第一單片機和第二單片機的PA口用作數(shù)據(jù)地址總線；第一單片機的PB口用作測量鍵盤的輸入/輸出引腳；第一單片機的PD0-PD2，第二單片機的PD0、PD1和PD4用作模式選擇鍵盤電平的讀??；第一單片機和第二單片機引腳ADC4-ADC7為JTAG口使用，PC程序代碼通過JTAG口燒錄；第二單片機的PB2-PB7用于測量結(jié)果的顯示，控制發(fā)光二極管和蜂鳴器動作；第二單片機的PD2、PD3連接RS232串口芯片的引腳R10UT、T1IN，控制串行數(shù)據(jù)的讀寫；第一單片機和第二單片機的引腳23和引腳24接外部12M晶振電路，為CPU提供外部工作時鐘，引腳RESET與復位電路連接，控制單片機的上電復位。
前端I/O擴展電路和后端I/O擴展電路分別使用了三個I/O擴展芯片和一個地址鎖存芯片，型號分別為8255A和74LS573，擴展電路采用總線工作方式；地址鎖存芯片U3(U4)的第2引腳至第9引腳與第二單片機(第一單片機)的PA口連接；地址鎖存芯片U3(U4)第18引腳和第19引腳分別用做I/O擴展芯片U8(U5)、U9(U6)和U10(U7)的寄存器地址選擇線，地址鎖存芯片U3(U4)第12引腳、第13引腳和第14引腳分別用做I/O擴展芯片U8(U5)、U9(U6)和U10(U7)的片選信號；I/O擴展芯片的PA、PB和PC口與輸入/輸出接口擴展電路連接。
RS232串口電路由通用串口芯片組成，型號為MAX232，其引腳T1IN、R1OUT與第二單片機連接，引腳R1IN、T1OUT與PC機串口連接，串口芯片控制第二單片機電平與PC機電平的轉(zhuǎn)換。
所述的線纜檢測軟件由通用VC軟件平臺開發(fā)，通過菜單初始化串口通信；在線纜連線圖和測點制作界面中，使用繪圖工具繪制線纜連線方式，通過線纜連線圖和測點制作模塊轉(zhuǎn)化為測點和連線圖存儲數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，由串口發(fā)送模塊發(fā)送給第二單片機存儲。在線纜測試結(jié)果圖形顯示界面和線纜測試結(jié)果文字顯示界面進行線纜檢測結(jié)果的顯示。
該儀器在工作過程中，把待測線纜固定于儀器面板上的接線端子上，通過模式選擇鍵盤進行短路、開路和對地測量模式的設(shè)定，然后使用測量鍵盤測量規(guī)定類型的線纜，測量結(jié)果可以通過儀器上的發(fā)光二極管和蜂鳴器顯示，這是一種粗略的顯示方式，如果需要進一步了解線纜中具體哪一根線發(fā)生開路、短路或?qū)Φ?，應進一步使用線纜檢測軟件觀察，在線纜測試結(jié)果圖形顯示界面和線纜測試結(jié)果文字顯示界面環(huán)境中，故障線使用紅色進行標識。如果測量鍵盤中沒有待測線纜的型號，可通過線纜檢測軟件中的線纜連線圖和測點制作界面，使用繪圖工具繪制線纜的連線圖，軟件自動保存到數(shù)據(jù)庫和單片機中，然后可通過測量鍵盤進行該類線纜的測量。開放式線纜檢測儀使線纜故障檢測可視化，便于操作人員進行觀察，從而減少了手工測量方式下的疲勞感，提高了線纜故障檢測的效率和準確性，而且具有更高的線纜測量適應能力。
權(quán)利要求1.一種開放式噴繪機用線纜故障檢測儀，包括單片機、與單片機相連的電源模塊、鍵盤、故障報警電路以及擴展電路；其特征在于單片機包括第一單片機、第二單片機，分別連接第一JTAG口、第二JTAG口，鍵盤分為模式選擇鍵盤、測量鍵盤；第一單片機用來讀取測量鍵盤信息、第二單片機執(zhí)行測量任務，故障報警電路與第二單片機連接；主機通過模式選擇鍵盤設(shè)置線纜故障測試類型，使用測量鍵盤設(shè)置線纜類型，通過故障報警電路顯示測量結(jié)果，通過與第二單片機連接的RS232電路與PC機通信；主機還設(shè)置有前端I/O擴展電路、后端I/O擴展電路、輸入/輸出接口擴展電路和RS232電路；前端、后端I/O擴展電路由通用I/O擴展芯片、地址鎖存芯片分別與第一單片機、第二單片機連接；輸入/輸出接口擴展電路由通用的線纜接線端子和中間接口端子分別與前端、后端I/O擴展電路連接；RS232電路由通用串口芯片與第二單片機連接；前端I/O擴展電路用于線纜檢測中端點電平的設(shè)置，后端I/O擴展電路用于端點電平的采集；輸入/輸出接口擴展電路集成了多種通用標準接線端子，用于和外部線纜的連接；RS232電路把第二單片機的檢測結(jié)果通過串口傳至PC機軟件，并接收PC機發(fā)送的控制命令，其數(shù)據(jù)發(fā)送與接收過程受第二單片機控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開放式噴繪機用線纜故障檢測儀，其特征在于所述的第一單片機和第二單片機為MEGA系列單片機，第一單片機和第二單片機通過串口和譯碼兩種方式進行通信；串口方式使用了PE0和PE1引腳；譯碼方式使用了第一單片機的PC口，使用了第二單片機的PE2-PE7、PB0和PB1共8個引腳；第一單片機通過PB口與測量鍵盤連接，通過PD0-PD2與模式選擇鍵盤連接；第二單片機的PD0、PD1和PD4用作模式選擇鍵盤電平的讀??；第一單片機和第二單片機引腳ADC4-ADC7為JTAG口使用，PC程序代碼通過JTAG口燒錄；第二單片機的PB2-PB7用于測量結(jié)果的顯示，控制發(fā)光二極管和蜂鳴器動作；第二單片機的PD2、PD3連接RS232串口芯片的引腳R1OUT、T1IN，控制串行數(shù)據(jù)的讀寫；第一單片機和第二單片機的引腳23和引腳24接外部12M晶振電路，為CPU提供外部工作時鐘，引腳RESET與復位電路連接，控制單片機的上電復位，通過通用I/O擴展芯片、地址鎖存芯片組成I/O擴展電路；通過其各端口的輸入輸出信號控制其它電路工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開放式噴繪機用線纜故障檢測儀，其特征在于所述的前端I/O擴展電路和后端I/O擴展電路分別使用了三個I/O擴展芯片和一個地址鎖存芯片，采用總線工作方式；前端I/O擴展電路控制U5、U6和U7工作，由第一單片機進行電平設(shè)置；后端I/O擴展電路控制U8、U9和U10工作，通過待測線纜與前端I/O擴展電路連接，由第二單片機讀取后端I/O擴展電路的電平；前端I/O擴展電路和后端I/O擴展電路外擴了68個測點。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開放式噴繪機用線纜故障檢測儀，其特征在于所述的RS232電路的通用串口芯片與第二單片機的連接為，RS232接口芯片符合RS232標準，第二單片機通過PD口的引腳PD2、PD3與RS232接口芯片連接，第二單片機控制將數(shù)據(jù)寫入RS232接口芯片，RS232接口芯片經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為PC機能夠接收的數(shù)據(jù)格式。
專利摘要一種開放式噴繪機用線纜故障檢測儀，可廣泛用于噴繪機線纜故障的離線分析。主機部分包括第一單片機、第二單片機、鍵盤、JTAG接口電路、故障報警電路，還設(shè)置有前端、后端I/O擴展電路、輸入/輸出接口擴展電路和RS232電路；I/O擴展電路由通用I/O擴展芯片、地址鎖存芯片與第一單片機、第二單片機連接；輸入/輸出接口擴展電路由通用的線纜接線端子和中間接口端子與前端、后端I/O擴展電路連接；RS232電路由通用串口芯片與第二單片機連接；該儀器提高了線纜故障檢測的效率和準確性，而且具有更高的線纜測量適應能力。
文檔編號G01R31/08GK2914102SQ20062000445
公開日2007年6月20日 申請日期2006年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月24日
發(fā)明者王躍宗, 李德勝, 楊建坤 申請人:北京工業(yè)大學