專利名稱：智能數(shù)字查線儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種查線儀，更具體地涉及一種智能數(shù)字查線儀。
已有的查線儀是用電阻法設(shè)計(jì)的模擬式查線器，實(shí)際工效很低。中國專利CN2084202U公開了一種數(shù)字式查線儀，雖然解決了用電阻法設(shè)計(jì)的模擬式查線器存在的一些問題，但仍有如下缺點(diǎn)1、整機(jī)需要二套不同電壓等級的電源，即測量用直流電源和數(shù)字邏輯電路用電源(一般為5V)。由于主令編碼儀中多個(gè)單向?qū)щ娫捎么?lián)結(jié)構(gòu)，因此測量用直流電源必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于5V，否則，主令編碼儀中單向?qū)щ娫拇?lián)形式將沒有實(shí)際意義，至少影響擴(kuò)展查線容量，同時(shí)還需要對高于5V的高電平作特殊處理，才能提供給普通數(shù)字邏輯電路。
2、檢碼儀部分設(shè)置與查線容量相同的選顯開關(guān)，這種查線容量與選顯開關(guān)對應(yīng)的方案，所用的選顯開關(guān)數(shù)量很大，不但使儀器本身體積增大，成本提高，而且也給生產(chǎn)制造帶來不便。
3、由于檢碼儀部分每一個(gè)接線端子和選顯開關(guān)對應(yīng)的純硬件電路結(jié)構(gòu)，按一個(gè)選顯鍵顯示一個(gè)線號，只有當(dāng)所有鍵都按過，線號都顯示完并記下以后，才可解下接于始未端接線端子上的所有導(dǎo)線，查線效率受到較大影響。
本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，而提供一種整機(jī)只使用5V電源，所查線路兩端不用預(yù)設(shè)一根公共線、只設(shè)極少按鍵、查線效率高、操作簡便、體積小、耗電省、成本低、容易擴(kuò)展查線容量的智能數(shù)字查線儀。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括定號器和查號器兩大部分。定號器由具有單向?qū)щ娮饔玫脑仃?可以是簡化的、最簡化的、非簡化的)和定號接線端子相連構(gòu)成。非簡化的具有單向?qū)щ娮饔迷?以下均以二極管為例說明)矩陣與定號接線端子的連接方式是前邊的一個(gè)定號接線端子連線到后邊的每一個(gè)定號接線端子連線間都接有一個(gè)正向連接的二極管(或后邊的一個(gè)定號接線端子連線到前邊每一個(gè)定號接線端子連線間都接有一個(gè)反向連接的二極管)。此矩陣可以簡化，只保留主對角線上的二極管(或只保留第一行上的二極管)就成為最簡化形式，若查線容量為n根線，需用n－1個(gè)二極管。查號器由單片機(jī)和受控于單片機(jī)的輸出電子開關(guān)、輸入電子開關(guān)、顯示電路、操作(＋)鍵、操作(－)鍵、操作R鍵以及與輸入輸出電子開關(guān)相連的查號接線端子構(gòu)成。在輸入輸出電子開關(guān)和查號接線端子共同連線的每一根線上都接有上拉電阻或下拉電阻。待查線路一端各導(dǎo)線與定號器各端子任意相接就被規(guī)定了與定號接線端子號相同的十進(jìn)制線號；待查線路另一端與查號器各端子任意相接。本實(shí)用新型在加電或按R鍵后進(jìn)入準(zhǔn)備好查線狀態(tài)，并顯示準(zhǔn)備好標(biāo)志，這時(shí)按(＋)鍵，瞬即各導(dǎo)線對應(yīng)的線號就被查出并存于單片機(jī)的內(nèi)存貯器中，同時(shí)顯示查完信息。然后，每按一次(＋)鍵，就正向順序顯示一導(dǎo)線的查號端號和對應(yīng)的定號端號(即同時(shí)顯示出兩個(gè)號)，連續(xù)按(＋)鍵快速連續(xù)正向顯示。每按一次(－)鍵就逆向順序顯示一導(dǎo)線的查號端號和對應(yīng)的定號端號，連續(xù)按(－)鍵快速連接逆向顯示。
當(dāng)查線儀進(jìn)入準(zhǔn)備好查線狀態(tài)時(shí)，不按(＋)鍵而按(－)鍵就進(jìn)行電源電壓是否低于規(guī)定值檢查，再按(－)鍵就進(jìn)行輸出、輸入電子開關(guān)之間通路是否正常的檢查。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于不需要專用的測量用直流電源，不需要設(shè)置與查線容量對應(yīng)的很多選顯開關(guān)，只要線路始未端導(dǎo)線接上，瞬即就能把線號查出并存貯起來，因此本實(shí)用新型具有查線效率高、操作維護(hù)使用簡便、體積小、耗電省、成本低、容易擴(kuò)展查線容量、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是一種理想的智能數(shù)字查線儀。
附圖圖面說明

圖1為本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)方框圖。
圖2為本實(shí)用新型的定號器的具有單向?qū)щ娮饔迷仃嚍榉呛喕问綍r(shí)，查線原理圖(圖中以查8路導(dǎo)線為例，省略了操作鍵、顯示電路、電源自檢電路)。
圖3為本實(shí)用新型的定號器的具有單向?qū)щ娮饔迷仃嚍樽詈喕问綍r(shí)，查線原理圖(圖中以查8路導(dǎo)線為例，省略了操作鍵、顯示電路、電源自檢電路)。
圖4為本實(shí)用新型采用置“1”法時(shí)的查線原理圖(對應(yīng)圖3)。
圖5為本實(shí)用新型的軟件的主模塊工作流程圖。
圖6為本實(shí)用新型的軟件查號處理模塊示意流程圖。
圖7為本實(shí)用新型把定號器中單向?qū)щ娮饔迷仃嚮癁樽詈喕瘯r(shí)，查出一根導(dǎo)線號的軟件示意流程框圖(以圖3中的接線為例)。
下面結(jié)合(附圖)實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述本實(shí)用新型由定號器(1)和查號器(4)兩部分構(gòu)成。參見圖1，定號器(1)由具有單向?qū)щ娮饔玫脑仃嚭投ㄌ柦泳€端子(2)相連構(gòu)成。之所以稱其為定號器(1)，是因?yàn)楸徊榫€路導(dǎo)線(3)接于定號器(1)F1端子就被規(guī)定為1號線，接于F2端子就被規(guī)定為2 號線，接于Fi端子就被規(guī)定為1號線。查號器(4)由查號接線端子(5)、輸出電子開關(guān)(7)、輸入電子開關(guān)(6)、上拉電阻(8)、單片機(jī)(9)、顯示電路(10)、操作(＋)鍵(11)、操作(－)鍵 (12)、操作R鍵(13)、電源電壓檢測電路(14)構(gòu)成。待查導(dǎo)線(3)接于定號接線端子(2)和查號接線端子(5)之間，查號接線端子(5)的另一端分別與輸出電子開關(guān)(7)的輸出側(cè)和輸入電子開關(guān)(6)的輸入側(cè)連接，同時(shí)在查號接線端子(5)與輸出電子開關(guān)(7)和輸入電子開關(guān)(6)共同相連的每一根線路上還接有上拉電阻(8)，輸出電子開關(guān)(7)、輸入電子開關(guān)(6)、數(shù)字顯示電路(10)與單片機(jī)(9)相連，受單片機(jī)(9)控制，另外與單片機(jī)(9)相連的還有電源電壓檢測電路(14)、三個(gè)用于全部功能的操作(＋)鍵(11)、操作(－)鍵(12)、操作R鍵(13)。
參見圖2，本實(shí)用新型實(shí)施例的定號器(1)中具有單向?qū)щ娮饔玫脑仃嚍榉呛喕问剑?dāng)查線容量為8根時(shí)，定號器(1)中二極管矩陣與定號接線端子(2)的連接規(guī)律是定號接線端子(2)的F1到后邊每一個(gè)定號接線端子(2)的F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8之間都接有一個(gè)正向連接的二極管D11、D12、 D13、D14、D15、D16、D17，定號接線端子(2) 的F2到后邊每一個(gè)定號接線端子(2)的F3、F4、F5、F6、F7、F8之間都接有一個(gè)正向連接的二極管D22、D23、 D24、D25、D26、D27，亦即定號接線端子(2)的Fi到后邊的定號接線端子(2)Fi＋1、Fi＋2……F8之間都接有一個(gè)正向連接的二極管Dii、Di(i＋1)、Di(i＋2)……Di7(i＝1～7)。
查接于查號接線端子(5)C1上的線號。單片機(jī)(9)控制輸出電子開關(guān)(7)向C1端子輸出“0”，定號器(1)的定號接線端子(2)的F7也變?yōu)椤?”，通過D16使F1端子鉗位到“0”，通過D26使F2端子鉗位到“0”，通過D36使F3端子鉗位到 “0”，通過D46使F4端子鉗位到“0”，通過D56使F5端子鉗位到“0”，通過D66使F6端子鉗位到“0”，因此，查號接線端子(5)的C1～C8的狀態(tài)為00001000，然后由輸入電子開關(guān)(6)讀入C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8狀態(tài)于單片機(jī)(9)內(nèi)存貯器中，由單片機(jī)(9)中軟件計(jì)算“0”的個(gè)數(shù)為7，這正是接于C1端子上導(dǎo)線的線號，并存貯起來。
查接于查號接線端子(5)C2上的線號。單片機(jī)(9)控制輸出電子開關(guān)(7)向C2端子輸出“0”，由于二極管單向?qū)щ娮饔?，其它二極管均處于反向截止?fàn)顟B(tài)，只有定號接線端子(2)F1和查號接線端子(5)的C2自身為“0”，其它定號接線端子(2)的F2～F8均為“1”，因此，查號接線端子(5)的C1～C8的狀態(tài)為10111111，然后由輸入電子開關(guān)(6)讀入C1～C8的狀態(tài)10111111于單片機(jī)(9)內(nèi)存貯器中，由單片機(jī)(9)軟件計(jì)算“0”的個(gè)數(shù)為1，這就是接于C2端子導(dǎo)線的線號。
查接于查號接線端子(5)C3上的線號。單片機(jī)(9)控制輸出電子開關(guān)(7)向C3接線端子輸出“0”使定號接線端子(2)的F6為“0”，通過D15使F1端子鉗位到“0”，通過D25使F2端子鉗位到“0”，通過D35使F3端子鉗位到“0”，通過D45使F4端子鉗位到“0”，通過D55使F5端子鉗位到“0”，由輸入電子開關(guān)(6)讀入C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8各端子的狀態(tài)10001000于單片機(jī)(9)內(nèi)存貯器中，軟件計(jì)算其“0”的個(gè)數(shù)為6，這就是接于C3端子上導(dǎo)線的線號，并存貯起來。
以此類推，查出接于C4端子上的導(dǎo)線號為5，接于C5端子上的導(dǎo)線號為8，接于C6端子上的導(dǎo)線號為3，接于C7端子上的導(dǎo)線號為4，接于C8端子上的導(dǎo)線號為2。
上述查線過程是將被查導(dǎo)線(3)一端接于定號接線端子(2)上，另一端接于查號接線端子(5)上，當(dāng)加電或按操作R鍵(13)后，查號器(4)就處于準(zhǔn)備好查線狀態(tài)，顯示電路(10)顯示準(zhǔn)備好信息。然后按操作(＋)鍵(11)，各線號立即查完并存于單片機(jī)(9)內(nèi)存貯器中，顯示電路(10)顯示“0802”，即表示查完也表示查號器(4)的查號接線端子(5)C8接的是2號線，若按操作(－)鍵(12)，顯示“0704”，表示F7端子接的是4號線，若再接操作(－)鍵(12)，顯示“0603”表示F6端子接的3號線，如此可以依次顯示出“0508”、“0405”、“0306”、“0201”、“0107”，這是逆向顯示，也可按操作(＋)鍵(11)順向顯示“0107”、“0201”、“0306”、“0405”、“0508”、“0603”“0704”、“0802。
參見圖3，本實(shí)用新型實(shí)施例的定號器(1)中具有單向?qū)щ娮饔玫脑仃嚍樽詈喕问?，?dāng)查線容量為8根時(shí)，其定號器(1)中二極管矩陣與定號接線端子(2)的接線規(guī)律是只保留主對角線上的二極管D11、D22、D33、D44、D55、 D66、D77，或只保留第一行二極管D11、D12、D13、 D14、D15、D16、D17，這時(shí)，定號接線端子(2)中前一個(gè)端子只與其相鄰的后一個(gè)端子之間接有一個(gè)正向連接的二極管。
查接于查號接線端子(5)C1上的線號，(以硅管正向壓降約為0.7V計(jì))。單片機(jī)(9)控制輸出電子開關(guān)(7)向C1端子輸出“0”——→F8端子為“0”——→通過D77鉗位作用使F7端子為“0”(約為0.7V)——→D66又使F6鉗位到0.7＋0.7＝1.4V——→D55又使F5鉗位到1.4V＋0.7V＝2.1V——→D44又使F4鉗位到2.1V＋0.7V＝2.8V——→D33又使F3鉗位到2.8V＋0.7V＝3.5V——→D22又使F2鉗位到3.5V＋0.7V＝4.2V，F(xiàn)1約為5V。這樣，由輸入電子開關(guān)(6)讀入的C1～C8狀態(tài)中，C1和C5為可靠的低電平“0”，顯然這樣一次輸出與輸入無法查出接到一個(gè)端子上的導(dǎo)線號。解決的辦法是在不違背只使用5V電源的前提下，發(fā)揮單片機(jī)(9)的智能作用，以本實(shí)用新型專門設(shè)計(jì)的軟件來實(shí)現(xiàn)這就是每查一個(gè)導(dǎo)線號采用多次輸出、輸入的方法，以把二極管矩陣化為最簡。參見圖7，從圖7中可以看出，當(dāng)向某個(gè)端子輸出“0”時(shí)，除本身外，有“0”輸入則線號計(jì)數(shù)器加1，然后再向有“0”輸入的端子輸出“0”……，直至向某個(gè)端子輸出“0”而無其它“0”輸入時(shí)，接于該端子上的導(dǎo)線號就被查出，其線號為線號計(jì)數(shù)器內(nèi)容加1。
由上述本實(shí)用新型實(shí)施例可以看出，這是一種由輸出電子開關(guān)(7)輸出“0”的方法，可簡稱為置“0”法，與之對應(yīng)的方法是輸出“1”的方法，簡稱置“1”法，參見圖4，置“1”法對應(yīng)的硬件結(jié)構(gòu)也適應(yīng)于定號器(1)中二極管矩陣的非簡化、簡化結(jié)構(gòu)，但查號器(4)中的電阻排是由下拉電阻組成，且定號器(1)中接線端子號的排列順序與圖3相反。本實(shí)用新型是建立在整機(jī)只使用5V電源基礎(chǔ)上的。所用5V電源只提供一級二極管的正向壓降(鍺管約0.3V，硅管約0.7V)，用置“0”法向某個(gè)端子輸出“0”，經(jīng)一級二極管電壓降后所得“0”電位在0.8V以下，是標(biāo)準(zhǔn)低電平，而用置“1”法向某個(gè)端子輸出“1”，經(jīng)一級二極管電壓降后所得高電位在4V以上。因此對“0”、“1”電平信號不需做特殊處理就能直接輸入。
參見圖5，可以看出整機(jī)軟件工作過程，同時(shí)可以看出本實(shí)用新型的主要功能。軟件每完成一件工作后立即進(jìn)入低功耗等待狀態(tài)，在有中斷信號產(chǎn)生后才能脫離此狀態(tài)，在完成下一件工作后，仍又進(jìn)入低功耗等待狀態(tài)，這就是本實(shí)用新型耗電省的原因之一。當(dāng)使用NMOS單片機(jī)(9)時(shí)，低功耗等待不起作用。
參見圖6，由圖中可以看出整個(gè)查線過程是受查號計(jì)數(shù)器控制，從查號器(4)第一個(gè)端子開始查號，直至把接于所有端子的導(dǎo)線號查出為止。
本實(shí)用新型所述的5V電源，在電路中若含TTL芯片，工作電壓為5±5％V，可由交流電源整流穩(wěn)壓獲得；若全部芯片采用CMOS或高速CMOS、單片機(jī)(9)采用CHMOS型，工作電壓為5±20％V。后者情況下，本實(shí)用新型可采用電池供電(普通1.5V電池4節(jié)，可充電1.2V電池4節(jié)均可)。
本實(shí)用新型的硬件和軟件，在不違背本發(fā)明構(gòu)思的前提下可以做適當(dāng)變化，例如可增加幾個(gè)操作鍵，上拉電阻或下拉電阻(8)可用分立電阻也可用電阻排。具有單向?qū)щ娮饔玫脑捎镁w二極管，也可由晶體三極管的PN結(jié)引出線構(gòu)成，還可以把具有單向?qū)щ娮饔迷木仃嚰傻揭粋€(gè)芯片上。本實(shí)用新型的輸出電子開關(guān)(7)可以是能輸出高電平“1”和低電平“0”的具有譯碼功能的集成邏輯門電路，分立邏輯門電路、光電開關(guān)、譯碼器、模擬開關(guān)。本實(shí)用新型的輸入電子開關(guān)(6)可以是集成三狀態(tài)門、集成三狀態(tài)緩沖器、三狀態(tài)接收器、三狀態(tài)驅(qū)動器、模擬開關(guān)、光電開關(guān)、晶體管分立開關(guān)。本實(shí)用新型在軟件上做一些改動，可以實(shí)現(xiàn)正向自動循環(huán)顯示或逆向自動循環(huán)顯示、查線儀加電就自動進(jìn)行自檢等。
權(quán)利要求1.一種智能數(shù)字查線儀，包括定號器(1)、查號器(4)，其特征在于a，定號器(1)中具有單向?qū)щ娮饔迷?gòu)成的矩陣是非簡化形式、簡化形式、最簡化形式和與單向?qū)щ娫仃囅噙B的定號接線端子(2)，接于定號器(1)定號接線端子(2)上的待查導(dǎo)線(3)被規(guī)定了與定號接線端子(2)號相同的導(dǎo)線號；b、查號器(4)包括起智能作用的單片機(jī)(9)，受單片機(jī)(9)控制的輸出電子開關(guān)(7)和輸入電子開關(guān)(6)，輸出電子開關(guān)(7)的輸出線和輸入電子開關(guān)(6)的輸入線相連后與查號器(4)的查號接線端子(5)相連，查號接線端子(5)又與待查導(dǎo)線(3)的另一端相接；c、輸出電子開關(guān)(7)的輸出線、輸入電子開關(guān)(6)的輸入線和查號接線端子(5)相連的每一根線上都接有上拉電阻或下拉電阻(8)；d、用于主要功能的(＋)、(－)、(R)操作鍵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能數(shù)字查線儀，其特征在于整機(jī)只使用5伏電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能數(shù)字查線儀，其特征在于定號器(1)中具有單向?qū)щ娮饔迷?gòu)成矩陣的非簡化形式的連接規(guī)律是定號接線端子(2)中前一邊的一個(gè)端子到后邊每一個(gè)端子間都接有一個(gè)正向連接的具有單向?qū)щ娮饔玫脑?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能數(shù)字查線儀，其特征在于定號器(1)中具有單向?qū)щ娮饔迷?gòu)成的矩陣的簡化形式是除了只保留主對角線上單向?qū)щ娮饔迷虺酥槐Ａ舻谝恍袉蜗驅(qū)щ娮饔迷?，還有選擇的保留其它若干單向?qū)щ娫?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能數(shù)字查線儀，其特征在于定號器(1)中具有單向?qū)щ娮饔迷?gòu)成的矩陣最簡化形式是只保留主對角線上單向?qū)щ娮饔迷蛑槐Ａ舻谝恍袉蜗驅(qū)щ娮饔迷?，這時(shí)定號接線端子(2)中前一個(gè)端子只與相鄰后一個(gè)端子間接有一個(gè)正向連接的單向?qū)щ娮饔迷?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能數(shù)字查線儀，其特征在于定號器(1)中具有單向?qū)щ娮饔玫脑蔷w二極管、由晶體三極管的PN結(jié)間引出線構(gòu)成的單向?qū)щ娮饔迷?、把具有單向?qū)щ娮饔迷木仃嚰傻揭粋€(gè)芯片上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能數(shù)字查線儀，其特征在于輸出電子開關(guān)(7)為能輸出高電平“1”和低電平“0”的具有譯碼功能的集成邏輯門電路、分立邏輯門電路、光電開關(guān)、譯碼器、模擬開關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能數(shù)字查線儀，其特征在于輸入電子開關(guān)(6)為集成三狀態(tài)門、集成三狀態(tài)緩沖器、三狀態(tài)驅(qū)動器、三狀態(tài)接收器、模擬開關(guān)、光電開關(guān)、晶體管分立開關(guān)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種智能數(shù)字查線儀，它由定號器和查號器兩部分構(gòu)成。定號器包括具有單向?qū)щ娮饔玫脑仃嚭徒泳€端子；查號器包括輸出電子開關(guān)、輸入電子開關(guān)、單片機(jī)、數(shù)顯電路、操作鍵和接線端子。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，不用一根公共線、不用比5V電源高很多的測量用直流電源，不用設(shè)置很多與查線容量相同的選顯按鍵，同時(shí)具有記憶自檢能力、操作維護(hù)方便、查線效率高、耗電省、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01R31/02GK2117618SQ92205890
公開日1992年9月30日 申請日期1992年3月30日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月30日
發(fā)明者張建忠 申請人:張建忠