专利名称：一种开放式喷绘机用线缆故障检测仪的制作方法
技术领域：
“一种开放式喷绘机用线缆故障检测仪”是一种自动检测喷绘机线缆短路、开路和对地三种故障的仪器，可广泛用于喷绘机线缆故障的离线分析和检测。
背景技术：
喷绘机上使用的线缆结构复杂，种类繁多，在一条线缆上，往往集成了多个接线端子和转接件，尤其如SCSI端子，管脚之间的连接方式更为复杂。一台喷绘机上往往需配备几十条不同类型的线缆，一旦线缆发生故障，会给生产厂家造成巨大经济损失，所以，在调试安装喷绘机的过程中，必须严格检查机器上的各种线缆，避免出现短路、开路和对地(线缆中的非地线与地线、金属接线端子的外壳发生短路)等故障。手工检测方式(如使用万用表)效率低，操作人员也容易疲劳，检测结果容易出现问题，该方式不适于复杂线缆的检测。目前市场上也有产品化的线缆检测仪出售，但该类检测仪缺少与喷绘机线缆端子间的接口，而且不具开放性，很难适用于不同类型喷绘机线缆的故障检测。如图1所示为现有的一种线缆故障检测仪电路示意图，由单片机、与单片机相连的故障报警电路、电源模块、键盘和扩展电路组成。开放性指随着喷绘机线缆接线方式的变化，线缆检测仪应提供便利的检测点设置方式，不应仅局限于检测几种固定不变类型的线缆。开放性使线缆检测仪适用于更多类型的喷绘机，从而提高线缆检测的范围、降低生产成本。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有线缆检测仪缺少与喷绘机线缆端子间的接口，不具开放性，不能直接用于喷绘机线缆故障检测的缺点，提出了一种喷绘机线缆故障检测的仪器，该仪器具有开放性，能够动态调整检测点，具有更广泛的适用性。
本实用新型的技术方案如图2和图3、图4所示，主机部分包括第一单片机、第二单片机、键盘(模式选择键盘和测量键盘)、JTAG接口电路(第一JTAG口和第二JTAG口)、故障报警电路。主机通过模式选择键盘设置线缆故障测试类型，使用测量键盘设置线缆类型，通过故障报警电路显示测量结果，通过RS232电路与PC机通信；主机还设置有前端(后端)I/O扩展电路、输入/输出接口扩展电路、RS232电路和线缆检测软件；前端(后端)I/O扩展电路由通用I/O扩展芯片、地址锁存芯片与第一单片机、第二单片机连接；输入/输出接口扩展电路由通用的线缆接线端子和中间接口端子与前端(后端)I/O扩展电路连接；RS232电路由通用串口芯片与第二单片机连接；前端I/O扩展电路用于线缆检测中端点电平的设置，后端I/O扩展电路用于端点电平的采集；输入/输出接口扩展电路集成了多种通用标准接线端子，用于和外部线缆的连接；RS232电路把第二单片机的检测结果通过串口传至PC机软件，并接收PC机发送的控制命令，其数据发送与接收过程受第二单片机控制。
所述的第一单片机和第二单片机为MEGA系列单片机，第一单片机和第二单片机通过串口和译码两种方式进行通信；串口方式使用了PE0和PE1引脚；译码方式使用了第一单片机的PC口，使用了第二单片机的PE2-PE7、PB0和PB1共8个引脚；第一单片机通过PB口与测量键盘连接，通过PD0-PD2与模式选择键盘连接；第二单片机的PD0、PD1和PD4用作模式选择键盘电平的读取；第一单片机把读取的测量键盘信息通过串口方式或译码方式发送给第二单片机，第二单片机通过接收到的信息，执行测量任务。第一单片机和第二单片机引脚ADC4-ADC7为JTAG口使用，PC程序代码通过JTAG口烧录；第二单片机的PB2-PB7用于测量结果的显示，控制发光二极管和蜂鸣器动作；第二单片机的PD2、PD3连接RS232串口芯片的引脚R1OUT、T1IN，控制串行数据的读写；第一单片机和第二单片机的引脚23和引脚24接外部12M晶振电路，为CPU提供外部工作时钟，引脚RESET与复位电路连接，控制单片机的上电复位。通过通用I/O扩展芯片、地址锁存芯片组成I/O扩展电路；通过其各端口的输入输出信号控制其它电路工作。
所述的前端I/O扩展电路和后端I/O扩展电路分别使用了三个I/O扩展芯片和一个地址锁存芯片，采用总线工作方式；前端I/O扩展电路控制U5、U6和U7工作，由第一单片机进行电平设置；后端I/O扩展电路控制U8、U9和U10工作，通过待测线缆与前端I/O扩展电路连接，由第二单片机读取后端I/O扩展电路的电平；前端I/O扩展电路和后端I/O扩展电路外扩了68个测点。
所述的RS232电路的通用串口芯片与第二单片机的连接为，RS232接口芯片符合RS232标准，第二单片机通过PD口的引脚PD2、PD3与RS232接口芯片连接，第二单片机控制将数据写入RS232接口芯片，RS232接口芯片经过电平转换，将数据转换为PC机能够接收的数据格式，并在PC机的线缆检测软件中显示。
本实用新型通过模式选择键盘设置线缆故障测试类型，使用测量键盘设置线缆类型，通过故障报警电路显示测量结果；外扩了68个测点，并集成了多种标准接线端子；通过RS232电路与PC机通信，由线缆检测软件采用图形和文字显示方式进一步显示线缆故障；通过线缆检测软件开放式的添加线缆连线图。
本实用新型通过RS232电路与PC机通信，提高了线缆故障检测的效率和准确性。
本实用新型具备开放式添加线缆连线方式，可根据操作人员的要求设置测点，并通过串口将设计结果存储在PC机和单片机中，此后可对该类线缆直接测量，开放式的设计使线缆检测仪具备了更高的适应能力。
图1现有的线缆故障检测仪示意框图；图2本实用新型主机电路的结构框图；图3本实用新型具有68路I/O扩展电路的原理图；图4本实用新型具有开放性设计的线缆检测软件结构框图；具体实施方式
结合图2、图3、图4对本实用新型做进一步说明一种开放式喷绘机用线缆故障检测仪，包括主机和线缆检测软件两部分。主机部分包括第一单片机、第二单片机、键盘(模式选择键盘和测量键盘)、JTAG接口电路(第一JTAG口和第二JTAG口)、故障报警电路、前端(后端)I/O扩展电路、输入/输出接口扩展电路和RS232电路，线缆检测软件由软件菜单、线缆连线图和测点制作界面、线缆连线图和测点制作模块、测点和连线图存储数据库、线缆测试结果图形显示界面、线缆连线图显示模块、线缆测试结果文字显示界面、线缆测试文字显示模块、串口初始化、接收、发送模块组成。
第一单片机和第二单片机为MEGA系列单片机，型号为ATMEGA128。串口方式使用了PE0和PE1引脚；译码方式使用了第一单片机的PC口，使用了第二单片机的PE2-PE7、PB0和PB1共8个引脚；第一单片机和第二单片机的PA口用作数据地址总线；第一单片机的PB口用作测量键盘的输入/输出引脚；第一单片机的PD0-PD2，第二单片机的PD0、PD1和PD4用作模式选择键盘电平的读取；第一单片机和第二单片机引脚ADC4-ADC7为JTAG口使用，PC程序代码通过JTAG口烧录；第二单片机的PB2-PB7用于测量结果的显示，控制发光二极管和蜂鸣器动作；第二单片机的PD2、PD3连接RS232串口芯片的引脚R10UT、T1IN，控制串行数据的读写；第一单片机和第二单片机的引脚23和引脚24接外部12M晶振电路，为CPU提供外部工作时钟，引脚RESET与复位电路连接，控制单片机的上电复位。
前端I/O扩展电路和后端I/O扩展电路分别使用了三个I/O扩展芯片和一个地址锁存芯片，型号分别为8255A和74LS573，扩展电路采用总线工作方式；地址锁存芯片U3(U4)的第2引脚至第9引脚与第二单片机(第一单片机)的PA口连接；地址锁存芯片U3(U4)第18引脚和第19引脚分别用做I/O扩展芯片U8(U5)、U9(U6)和U10(U7)的寄存器地址选择线，地址锁存芯片U3(U4)第12引脚、第13引脚和第14引脚分别用做I/O扩展芯片U8(U5)、U9(U6)和U10(U7)的片选信号；I/O扩展芯片的PA、PB和PC口与输入/输出接口扩展电路连接。
RS232串口电路由通用串口芯片组成，型号为MAX232，其引脚T1IN、R1OUT与第二单片机连接，引脚R1IN、T1OUT与PC机串口连接，串口芯片控制第二单片机电平与PC机电平的转换。
所述的线缆检测软件由通用VC软件平台开发，通过菜单初始化串口通信；在线缆连线图和测点制作界面中，使用绘图工具绘制线缆连线方式，通过线缆连线图和测点制作模块转化为测点和连线图存储数据库中的数据，由串口发送模块发送给第二单片机存储。在线缆测试结果图形显示界面和线缆测试结果文字显示界面进行线缆检测结果的显示。
该仪器在工作过程中，把待测线缆固定于仪器面板上的接线端子上，通过模式选择键盘进行短路、开路和对地测量模式的设定，然后使用测量键盘测量规定类型的线缆，测量结果可以通过仪器上的发光二极管和蜂鸣器显示，这是一种粗略的显示方式，如果需要进一步了解线缆中具体哪一根线发生开路、短路或对地，应进一步使用线缆检测软件观察，在线缆测试结果图形显示界面和线缆测试结果文字显示界面环境中，故障线使用红色进行标识。如果测量键盘中没有待测线缆的型号，可通过线缆检测软件中的线缆连线图和测点制作界面，使用绘图工具绘制线缆的连线图，软件自动保存到数据库和单片机中，然后可通过测量键盘进行该类线缆的测量。开放式线缆检测仪使线缆故障检测可视化，便于操作人员进行观察，从而减少了手工测量方式下的疲劳感，提高了线缆故障检测的效率和准确性，而且具有更高的线缆测量适应能力。
权利要求1.一种开放式喷绘机用线缆故障检测仪，包括单片机、与单片机相连的电源模块、键盘、故障报警电路以及扩展电路；其特征在于单片机包括第一单片机、第二单片机，分别连接第一JTAG口、第二JTAG口，键盘分为模式选择键盘、测量键盘；第一单片机用来读取测量键盘信息、第二单片机执行测量任务，故障报警电路与第二单片机连接；主机通过模式选择键盘设置线缆故障测试类型，使用测量键盘设置线缆类型，通过故障报警电路显示测量结果，通过与第二单片机连接的RS232电路与PC机通信；主机还设置有前端I/O扩展电路、后端I/O扩展电路、输入/输出接口扩展电路和RS232电路；前端、后端I/O扩展电路由通用I/O扩展芯片、地址锁存芯片分别与第一单片机、第二单片机连接；输入/输出接口扩展电路由通用的线缆接线端子和中间接口端子分别与前端、后端I/O扩展电路连接；RS232电路由通用串口芯片与第二单片机连接；前端I/O扩展电路用于线缆检测中端点电平的设置，后端I/O扩展电路用于端点电平的采集；输入/输出接口扩展电路集成了多种通用标准接线端子，用于和外部线缆的连接；RS232电路把第二单片机的检测结果通过串口传至PC机软件，并接收PC机发送的控制命令，其数据发送与接收过程受第二单片机控制。
2.根据权利要求1所述的一种开放式喷绘机用线缆故障检测仪，其特征在于所述的第一单片机和第二单片机为MEGA系列单片机，第一单片机和第二单片机通过串口和译码两种方式进行通信；串口方式使用了PE0和PE1引脚；译码方式使用了第一单片机的PC口，使用了第二单片机的PE2-PE7、PB0和PB1共8个引脚；第一单片机通过PB口与测量键盘连接，通过PD0-PD2与模式选择键盘连接；第二单片机的PD0、PD1和PD4用作模式选择键盘电平的读取；第一单片机和第二单片机引脚ADC4-ADC7为JTAG口使用，PC程序代码通过JTAG口烧录；第二单片机的PB2-PB7用于测量结果的显示，控制发光二极管和蜂鸣器动作；第二单片机的PD2、PD3连接RS232串口芯片的引脚R1OUT、T1IN，控制串行数据的读写；第一单片机和第二单片机的引脚23和引脚24接外部12M晶振电路，为CPU提供外部工作时钟，引脚RESET与复位电路连接，控制单片机的上电复位，通过通用I/O扩展芯片、地址锁存芯片组成I/O扩展电路；通过其各端口的输入输出信号控制其它电路工作。
3.根据权利要求1所述的一种开放式喷绘机用线缆故障检测仪，其特征在于所述的前端I/O扩展电路和后端I/O扩展电路分别使用了三个I/O扩展芯片和一个地址锁存芯片，采用总线工作方式；前端I/O扩展电路控制U5、U6和U7工作，由第一单片机进行电平设置；后端I/O扩展电路控制U8、U9和U10工作，通过待测线缆与前端I/O扩展电路连接，由第二单片机读取后端I/O扩展电路的电平；前端I/O扩展电路和后端I/O扩展电路外扩了68个测点。
4.根据权利要求1所述的一种开放式喷绘机用线缆故障检测仪，其特征在于所述的RS232电路的通用串口芯片与第二单片机的连接为，RS232接口芯片符合RS232标准，第二单片机通过PD口的引脚PD2、PD3与RS232接口芯片连接，第二单片机控制将数据写入RS232接口芯片，RS232接口芯片经过电平转换，将数据转换为PC机能够接收的数据格式。
专利摘要一种开放式喷绘机用线缆故障检测仪，可广泛用于喷绘机线缆故障的离线分析。主机部分包括第一单片机、第二单片机、键盘、JTAG接口电路、故障报警电路，还设置有前端、后端I/O扩展电路、输入/输出接口扩展电路和RS232电路；I/O扩展电路由通用I/O扩展芯片、地址锁存芯片与第一单片机、第二单片机连接；输入/输出接口扩展电路由通用的线缆接线端子和中间接口端子与前端、后端I/O扩展电路连接；RS232电路由通用串口芯片与第二单片机连接；该仪器提高了线缆故障检测的效率和准确性，而且具有更高的线缆测量适应能力。
文档编号G01R31/08GK2914102SQ20062000445
公开日2007年6月20日 申请日期2006年2月24日 优先权日2006年2月24日
发明者王跃宗, 李德胜, 杨建坤 申请人:北京工业大学