CN105866610A

CN105866610A - 连接总线的检测装置和检测方法

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Publication number: CN105866610A
Application number: CN201610237781.5A
Authority: CN
Inventors: 尚捷; 潘大伟; 黄琳; 贾建波; 孙洪涛; 戴永寿; 孙师贤
Original assignee: China Oilfield Services Ltd; China National Offshore Oil Corp CNOOC
Current assignee: China Oilfield Services Ltd; China National Offshore Oil Corp CNOOC
Priority date: 2016-04-15
Filing date: 2016-04-15
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2036-04-15
Also published as: CN105866610B

Abstract

本发明公开了一种连接总线的检测装置和检测方法，连接总线的检测装置包括：依次相连接的总线检测电路、单片机控制电路、触摸屏控制电路和触摸屏；电源电路，连接总线检测电路、单片机控制电路和触摸屏控制电路，用于向总线检测电路、单片机控制电路和触摸屏控制电路供电。本发明提供的连接总线的检测装置，其结构简单、使用方便，大大提高了连接总线的检测效率和可靠性，极具推广价值。

Description

连接总线的检测装置和检测方法

技术领域

本发明涉及石油开采设备技术，尤指一种连接总线的检测装置和检测方法。

背景技术

目前，随着生产、测试设备功能越来越强大，内部模块也越来越多，连接各个模块的总线关系复杂，连接端子众多。连接总线的可靠性直接影响设备的整体可靠性，连接总线端子之间连接关系出现错误，会使设备不能正常工作，甚至损坏。

对连接总线可以利用万用表进行测试，但是操作繁琐，可靠性低，如有一个连接总线有100个线芯，那么就至少需要用万用表测试100次，而且不能保证测试的可靠性。通过采用新的方法和装置可以提高连接总线测试的速度和可靠性，如专利“一种连接检测方法”(专利申请号201010186735.X)和专利“多芯多型线缆自动检测器及检测方法”(专利申请号201310088118.X)。上述两种方法和装置均可以实现对总线的自动检测，但是上述两种方法有一定的缺点。专利“一种连接检测方法”需要使用信号源和电流检测电路，电路组成复杂，并且该方法一次只能对一条线路进行检测，这样当连接总线芯数较多时，操作比较复杂；专利“多芯多型线缆自动检测器及检测方法”可以实现对多芯总线的检测，但是该方法需要一个恒流源、一个恒压源、四个继电器、两个AD转换器，对于某条线芯的“通路”和“开路”分别进行检测，此外还需要线缆短路盒，因此系统较为复杂，使用不方便。因此，有必要研究一种新的方法，可以利用结构简单的装置能够快速、可靠、便捷的对连接总线进行测试。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种连接总线的检测装置，可以快速、可靠、便捷的对连接总线进行测试。

为了达到本发明目的，本发明提供了一种连接总线的检测装置，包括：依次相连接的总线检测电路、单片机控制电路、触摸屏控制电路和触摸屏；电源电路，连接所述总线检测电路、所述单片机控制电路和所述触摸屏控制电路，用于向所述总线检测电路、所述单片机控制电路和所述触摸屏控制电路供电。

可选地，所述连接总线的检测装置还包括：供电源，与所述电源电路相连接。

可选地，所述供电源为锂电池。

可选地，所述总线检测电路包括多个总线检测单元电路，且任一所述总线检测单元电路均可对八个总线端子进行检测。

可选地，任一所述总线检测单元电路包括8位模拟电子开关、8×10KΩ阻排和8路三态缓冲器。

可选地，所述单片机控制电路包括单片机、复位电路和晶振。

可选地，所述单片机的型号为STC12C5A48S2型、并采用LQFP44封装，所述晶振的频率为11.0592MHz。

可选地，所述触摸屏和所述触摸屏控制电路选用EM9170套件，所述EM9170套件采用串行通信方式与所述单片机控制电路进行通信。

本发明提供了一种连接总线的检测方法，被检测连接总线连接至总线检测电路，通过触摸屏接收指令，给定所测连接总线类型，触摸屏控制电路通过串行通信把连接总线类型传输给单片机控制电路，在单片机控制电路的控制下：

总线检测电路首先将被检测连接总线的第一个端子置高电平，读取此时被测连接总线各端子的电平，把读取数据与预先存储在单片机存储器中的数据进行比较，判断该第一端子与其余端子连接关系是否正确，将检测结果传输至触摸屏控制电路，通过触摸屏显示；

总线检测电路再将被检测连接总线的第二个端子置高电平，读取此时被测连接总线各端子的电平，把读取数据与预先存储在单片机存储器中的数据进行比较，判断该第二端子与其余端子连接关系是否正确，将检测结果传输至触摸屏控制电路，通过触摸屏显示；

依此进行，直至被检测连接总线的最后一个端子完成为止。

可选地，被检测连接总线通过插座连接至总线检测电路。

与现有技术相比，本发明提供的连接总线的检测装置，其结构简单、使用方便，大大提高了连接总线的检测效率和可靠性，极具推广价值。

本发明采用总线检测单元电路实现对连接总线的检测，通过不同数量的总线检测单元电路的组合可以对不同端子数的连接总线进行检测。此外无需电流源、继电器等复杂元件，采用触摸屏进行控制、显示。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明一个实施例所述的连接总线的检测装置的结构框图；

图2为图1所示连接总线的检测装置中的电源电路图；

图3为图1所示连接总线的检测装置中的单片机控制电路图；

图4为图1所示连接总线的检测装置中的总线检测单元电路图；

图5为连接总线示意图；

图6为连接总线检测电路图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合附图描述本发明一些实施例的连接总线的检测装置和检测方法。

本发明提供的连接总线的检测装置，如图1所示，包括：依次相连接的总线检测电路、单片机控制电路、触摸屏控制电路和触摸屏；电源电路，连接所述总线检测电路、所述单片机控制电路和所述触摸屏控制电路，用于向所述总线检测电路、所述单片机控制电路和所述触摸屏控制电路供电。

本发明提供的连接总线的检测装置，其结构简单、使用方便，大大提高了连接总线的检测效率和可靠性，极具推广价值。

可选地，所述供电源为锂电池，所述电源电路的型号为BSD12-12S05型。

供电源由输出电压为12V的锂电池供电，电池容量为10Ah，能够为装置长时间不间断供电，电池与电源电路(型号BSD12-12S05)相连。该电源电路将12V直流电转换为5V直流电，为单片机控制电路、总线检测电路和触摸屏控制电路供电。

每个总线检测单元电路包括一片8位模拟电子开关CD4051B、一个8×10KΩ阻排、一片8路三态缓冲器74HC244。每个总线检测单元电路可以使用一个8脚插座，也可以与其他单元电路合用一个更多脚的插座，用来连接被测连接总线的端子。

单片机控制电路的核心为宏晶科技生产的STC12C5A48S2型单片机，采用LQFP44封装，5V电压供电，最多可以使用40个IO口，内部集成MAX810复位电路，复位引脚接下拉电阻，使用11.0592MHz晶振。

触摸屏控制电路和触摸屏采用英创信息技术有限公司生产的EM9170开发套件，该套件以FreeScale生产的32位400MHz主频ARM9CPU iMX257为控制核心。该电路利用触摸屏接收指令，以串行通信方式与单片机控制电路通信，并将检测结果显示在触摸屏上。

本发明提供的连接总线的检测装置，供电源和电源电路向整个装置供电；触摸屏控制电路和触摸屏接收指令，向单片机控制电路发送指令，并将检测结果接收、显示；总线检测电路由总线检测单元电路组成，包括电子开关、插座、下拉电阻和三态缓冲器，连接被检测总线的端子；单片机控制电路接收触摸屏控制电路的指令，控制总线检测电路对连接总线进行检测，并将检测结果传输给触摸屏控制电路。

本发明提供的连接总线的检测方法(图中未示出)，被检测连接总线连接至总线检测电路，通过触摸屏接收指令，给定所测连接总线类型，触摸屏控制电路通过串行通信把连接总线类型传输给单片机控制电路，在单片机控制电路的控制下：

依此进行，直至被检测连接总线的最后一个端子完成为止。

本发明提供的连接总线的检测方法，大大提高了连接总线的检测效率和可靠性，极具推广价值，其实用性显著。

可选地，被检测连接总线通过插座连接至总线检测电路。

具体地，连接总线的检测装置：

一、该装置的组成

该装置的组成框图如图1所示，该装置包括供电源、电源电路、总线检测电路、单片机控制电路、触摸屏控制电路和触摸屏。供电源和电源电路向整个装置供电；触摸屏控制电路和触摸屏接收指令，向单片机控制电路发送指令，并将检测结果接收、显示；总线检测电路由总线检测单元电路组成，包括电子开关、插座、下拉电阻和三态缓冲器，连接被检测总线的端子；单片机控制电路接收触摸屏控制电路的指令，控制总线检测电路对连接总线进行检测，并将检测结果传输给触摸屏控制电路。

二、电源电路

电源电路如图2所示。该电路由电源模块BSD12-12S05组成。电池与电源电路的J1插座相连，向电源电路提供+12V直流电，Power1和Power2为两个BSD12-12S05电源模块，将12V直流电转换为+5V直流电，通过J2插座向单片机控制电路和总线检测电路供电，通过J3插座向触摸屏控制电路供电。

三、单片机控制电路

单片机控制电路如图3所示。该电路由单片机STC12C5A48S2和附属元件组成。该单片机采用5V供电，晶振为11.0592MHz。由于该单片机内部已经集成了MAX810复位芯片，因此仅在RST复位引脚通过一1kΩ电阻接地。单片机控制电路通过RxD/P3.0和TxD/P3.1与触摸屏控制电路通信，通过各IO口与总线检测电路连接。

四、总线检测单元电路

总线检测单元电路如图4所示。U2为一片8通道数字控制模拟开关CD4051B，INH引脚连接该芯片的片选信号，片选信号由单片机控制电路和译码器决定，X引脚接+5V，控制引脚A、B、C分别连接单片机的P2.0、P2.1和P2.2，通过A、B、C三个引脚电平的不同组合，可以将X所接信号分别输出至X0～X7，X0～X7连接插座J4。J4为一8脚插座，用来连接被测连接总线的端子，在实际电路中，单元电路可能连接的是管脚较多插座的一部分，或者是管脚数小于8的插座。RB1是一个8×10KΩ阻排，公共端接地，其余管脚连接插座J4，起到下拉电阻的作用。U3是一片8路三态缓冲器74HC244，它的片选信号由单片机和译码器决定，输入端连接插座J4，输出端连接单片机的P0口，供单片机读取检测结果。

按照要求选择不同数量的总线检测单元电路进行组合，便可实现对不同端子数连接总线的检测。

五、具体检测方法

下面以一个16端子的连接总线为例，对该检测方法进行说明。

1、连接总线数据表的构建

连接总线数据表存储于单片机存储器中，与测量数据相比较，判断连接总线是否正确。设有一连接总线，如图5所示。该总线有三个插座，分别为J5、J6、J7，其中J5有8个端子，J6有5个端子，J7有3个端子，各个端子之间的连接关系如图所示。设J5插座的端子编号为1～8，J6插座的端子编号为9～13，J7插座的端子编号为14～16，则该连接母线端子为1号～16号，共16个。

首先端子1施加高电平，与端子1相连的端子均会变为高电平，未与端子1相连的端子悬空，在测试时，将连接总线接入总线检测电路，每个端子都会连接一个下拉电阻，那么未与端子1相连的端子会呈现低电平。由图看出，与端子1相连的端子有端子9、端子14，这三个端子都为高电平，其余端子均为低电平。将高电平表示为数字量“1”，低电平表示为数字量“0”，端子1为最低位，端子16为最高位，那么此时16个端子的电平状态可以用二进制数0010000100000001B，即十六进制数0x2101表示。再对端子2施加高电平，则端子10、端子15为高电平，其余为低电平，此时16个端子对应的十六进制数为0x4202。

依以此类推，计算出每个端子为高电平时对应的十六进制数，将这些数字组成数据表，存储在单片机的存储器中。

2、总线检测电路的搭建

一个总线检测单元电路可以对8个总线端子进行检测，该实例中的连接总线共16个端子，因此需要用两个总线检测单元电路搭建总线检测电路。该电路如图6所示。

总线检测电路中的J8、J9、J10插座与连接总线的J5、J6、J7插座相对应，J5与J8相连，J6与J9相连，J7与J10相连。

3、总线的检测

测试时，首先利用单片机和译码电路使能U4，U6无效，单片机的P2.0、P2.1、P2.2均为低电平，则U4的引脚X0输出高电平，U4的引脚X1～X7和U6的引脚X0～X7输出高阻态，这样只有J8插座的第1脚，即连接总线的J5插座的第1脚为高电平。利用单片机和译码电路使能U5，U7无效，读取单片机的P0口，此时读取数据为J8插座，即连接总线J5插座，8个端子的对应数据；再使U5无效，使能U7，读取P0口，此时读取数据为J9、J10，即连接总线J6、J7，8个端子的对应数据。将前后两次读取数据分别作为低位字节和高位字节，组成一个字，与单片机中预先存储的数据表中数据0x2101相比较，如果相同，说明连接总线各端子连接正确，如果不同，说明连接总线端子连接有误。由数据表的构建可知，连接总线端子1为高电平时，连接总线各端子高低电平对应数字量为0x2101，设检测读取数据为0x1101，说明连接总线的端子1与端子14没有相连，而与端子13误连。由此可判断出端子1与其余端子连接关系是否正确和错误情况。

依此类推，分别使U4的引脚X1～X7和U6的引脚X0～X7为高电平，利用P0口读取U5和U7的输出电平，将P0读取的数据和单片机中预先存储的数据表相比较，便可以知道连接总线各端子之间连接关系是否正确，而且可以根据1、0之间关系判断错误的种类。

单片机控制电路每判断完连接总线的一个端子，就将结果通过串口传输给触摸屏控制电路，触摸屏控制电路将所有的检测结果接收完成后，通过触摸屏显示。

4、被检测连接总线的端子数量要求

由图4可知，单片机的P2.0、P2.1、P2.2连接CD4051B的A、B、C三个控制端，P0口连接74HC244的输出口。该型单片机除去复位引脚P4.7、串口通信引脚P3.0、P3.1和上述连接CD4051B和74HC244的11个引脚，共有26个引脚，这些引脚均可作为CD4051B和74HC244的片选信号，其中13个引脚用于CD4051B片选，13个用于74HC244片选，因此按照上述方法，在译码电路配合下，该检测装置理论上共可安装2¹³＝8192片CD4051和74HC244，可对8×8192＝65536个接线端子进行检测。在实际应用中，连接总线很少能够达到上述数量的连接端子，因此该方法和装置可以对绝大多数连接总线进行检测。

综上所述，本发明提供的连接总线的检测装置，其结构简单、使用方便，大大提高了连接总线的检测效率和可靠性，极具推广价值。

在本发明的描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims

1.一种连接总线的检测装置，其特征在于，包括：

依次相连接的总线检测电路、单片机控制电路、触摸屏控制电路和触摸屏；

电源电路，连接所述总线检测电路、所述单片机控制电路和所述触摸屏控制电路，用于向所述总线检测电路、所述单片机控制电路和所述触摸屏控制电路供电。

2.根据权利要求1所述的连接总线的检测装置，其特征在于，还包括：

供电源，与所述电源电路相连接。

3.根据权利要求2所述的连接总线的检测装置，其特征在于，所述供电源为锂电池。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的连接总线的检测装置，其特征在于，所述总线检测电路包括多个总线检测单元电路，且任一所述总线检测单元电路均可对八个总线端子进行检测。

5.根据权利要求4所述的连接总线的检测装置，其特征在于，任一所述总线检测单元电路包括8位模拟电子开关、8×10KΩ阻排和8路三态缓冲器。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的连接总线的检测装置，其特征在于，所述单片机控制电路包括单片机、复位电路和晶振。

7.根据权利要求6所述的连接总线的检测装置，其特征在于，所述单片机的型号为STC12C5A48S2型、并采用LQFP44封装，所述晶振的频率为11.0592MHz。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的连接总线的检测装置，其特征在于，所述触摸屏和所述触摸屏控制电路选用EM9170套件，所述EM9170套件采用串行通信方式与所述单片机控制电路进行通信。

9.一种连接总线的检测方法，其特征在于，被检测连接总线连接至总线检测电路，通过触摸屏接收指令，给定所测连接总线类型，触摸屏控制电路通过串行通信把连接总线类型传输给单片机控制电路，在单片机控制电路的控制下：

依此进行，直至被检测连接总线的最后一个端子完成为止。

10.根据权利要求9所述的连接总线的检测方法，其特征在于，被检测连接总线通过插座连接至总线检测电路。