CN207147791U - 基于89c52单片机的地铁客车车门测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于89C52单片机的地铁客车车门测试装置，包括单片机控制单元、驱动单元、输出单元、输入单元和电源，单片机控制单元分别与驱动单元、输出单元和输入单元连接，单片机控制单元、驱动单元、输出单元和输入单元分别与电源连接；输入单元为模式选择开关单元；输出单元为显示单元；本实用新型采用89C52单片机，利用正负9V驱动电源驱动IGBT晶体管，车门工作电源线通过IGBT晶体管的控制分别输入信号给左侧车门开门列车线和右侧车门开门列车线或者左侧车门关门列车线和右侧车门关门列车线，从而控制车门的开、关；本实用新型克服了需要专人重复操纵，减轻了人工的重复劳动，提高了工作效率和准确性。

Description

基于89C52单片机的地铁客车车门测试装置

技术领域

本实用新型属于车门测试技术领域，尤其涉及一种基于89C52单片机的地铁客车车门测试装置。

背景技术

车门是地铁电客车当中使用非常频繁的装置，而且是乘客安全上下车的第一道保障屏障，所以保障地铁电客车车门安全平稳运行是至关重要的。目前地铁电客车使用的车门基本采用门控器来控制电机( 直流无刷电机或有刷电机) 转动，通过齿带或丝杠的传动方式带动门板进行开关门动作。现有的门控器一般包括内部控制单元和安全继电器，内部控制单元输入端连有零速列车线、开门列车线和关门列车线，开门列车线包括左侧车门开门列车线和右侧车门开门列车线，关门列车线包括左侧车门关门列车线和右侧车门关门列车线。开门列车线或关门列车线输入信号到内部控制单元，内部控制单元控制电机转动从而实现开门或关门。

目前地铁车辆的开关门测试主要依靠车门自身的门控器发出开关门的指令，由人工完成500至1000次的开关门实验。因此需要专人重复的操纵，增加人工的重复劳动，人工成本高。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种基于89C52单片机的地铁客车车门测试装置，本基于89C52单片机的地铁客车车门测试装置自动完成开关门实验，克服了需要人工500至1000次的重复操作，减轻了人工的重复劳动，提高了工作效率和准确性。

为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种基于89C52单片机的地铁客车车门测试装置，包括单片机控制单元、驱动单元、输出单元、输入单元和电源，所述单片机控制单元分别与驱动单元、输出单元和输入单元连接，所述单片机控制单元、驱动单元、输出单元和输入单元分别与电源连接；

所述输入单元为模式选择开关单元；

所述输出单元为显示单元；

所述驱动单元包括驱动电源BT1、驱动电源BT2、驱动电源BT3、驱动电源BT4、光电耦合器G1、光电耦合器G2、IGBT晶体管Q1、IGBT晶体管Q2、三极管Q3、三极管Q4、开关S5、开关S6、开关S7、开关S8、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12，所述驱动电源BT1的正极与驱动电源的BT2的负极连接，所述驱动电源BT4的正极与驱动电源BT3的负极连接，所述电阻R1的一端与单片机控制单元连接，所述电阻R1的另一端与三极管Q3的基极连接，所述三极管Q3的集电极连接电源，所述三极管Q3的发射极分别与电阻R2和电阻R3的一端连接，所述电阻R2的另一端连接地线，所述电阻R3的另一端与光电耦合器G1的引脚1连接，所述光电耦合器G1的引脚2连接地线，所述光电耦合器G1的引脚4与驱动电源BT2的正极连接，所述光电耦合器G1的引脚3分别与电阻R4和电阻R5的一端连接，所述电阻R4的另一端与驱动电源BT1的负极连接，所述电阻R5的另一端分别与所述电阻R6的一端和的IGBT晶体管Q1的栅极连接,所述IGBT晶体管Q1的集电极连接有地铁客车的车门工作电源线，所述IGBT晶体管Q1的发射极分别与驱动电源BT2的负极、电阻R6的另一端、开关S5的一端和开关S6的一端连接，所述电阻R11的一端与单片机控制单元连接，所述电阻R11的另一端与三极管Q4的基极连接，所述三极管Q4的集电极连接电源，所述三极管Q4的发射极分别与电阻R12和电阻R10的一端连接，所述电阻R12的另一端连接地线，所述电阻R10的另一端与光电耦合器G2的引脚1连接，所述光电耦合器G2的引脚2连接地线，所述光电耦合器G2的引脚4与驱动电源BT3的正极连接，所述光电耦合器G2的引脚3分别与电阻R9和电阻R8的一端连接，所述电阻R9的另一端与驱动电源BT4的负极连接，所述电阻R8的另一端分别与所述电阻R7的一端和的IGBT晶体管Q2的栅极连接,所述IGBT晶体管Q2的集电极连接有地铁客车的车门工作电源线，所述IGBT晶体管Q2的发射极分别与驱动电源BT3的负极、电阻R7的另一端、开关S7的一端和开关S8的一端连接，所述开关S5的另一端与地铁客车的左侧车门开门列车线连接，所述开关S6的另一端与地铁客车的右侧车门开门列车线连接，所述开关S7的另一端与地铁客车的左侧车门关门列车线连接，所述开关S8的另一端与地铁客车的右侧车门关门列车线连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述单片机控制单元包括89C52单片机、复位电路和晶振电路，所述复位电路和晶振电路均与89C52单片机连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述模式选择开关单元包括开关S2、开关S3和开关S4，所述开关S2、开关S3和开关S4的一端均连接电源、所述开关S2的另一端与89C52单片机连接，所述开关S3的另一端与89C52单片机连接，所述开关S4的另一端与89C52单片机连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述显示单元包括LCD1602显示屏、电阻R13和可调电阻R14，所述LCD1602显示屏的引脚1和引脚16连接地线，所述LCD1602显示屏的引脚2和可调电阻R14的一端均连接电源，所述可调电阻R14的另一端连接地线，所述LCD1602显示屏的引脚3和可调电阻R14的调节端连接，所述LCD1602显示屏的引脚15通过电阻R13连接电源，所述LCD1602显示屏的引脚4至引脚14均与89C52单片机连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述IGBT晶体管Q1的集电极通过保险丝FU1与所述地铁客车的车门工作电源线连接，所述IGBT晶体管Q2的集电极通过保险丝FU2与所述地铁客车的车门工作电源线连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述驱动电源BT1、驱动电源BT2、驱动电源BT3和驱动电源BT4均为9V驱动电源。

本实用新型采用89C52单片机，89C52单片机输出触发信号给光电耦合器，利用正负9V驱动电源驱动IGBT晶体管，车门工作电源线通过IGBT晶体管的控制分别输入信号给左侧车门开门列车线和右侧车门开门列车线或者左侧车门关门列车线和右侧车门关门列车线，从而控制车门的开、关。本实用新型只需按动开关S5、开关S6、开关S7和开关S8，选择按动开关S2、开关S3、开关S4即可进行实验，克服了需要专人500次至1500次的重复操纵，减轻了人工的重复劳动，提高了工作效率和准确性。

附图说明

图1为本实用新型的整体电路示意图。

图2为本实用新型的驱动单元电路示意图。

图3为本实用新型的单片机控制单元和模式选择开关单元电路示意图。

图4为本实用新型的显示单元电路示意图。

图5为本实用新型的测试过程示意图。

具体实施方式

下面根据图1至图5对本实用新型的具体实施方式作出进一步说明：

参见图1，一种基于89C52单片机的地铁客车车门测试装置，包括单片机控制单元、驱动单元、输出单元、输入单元和电源，所述单片机控制单元分别与驱动单元、输出单元和输入单元连接，所述单片机控制单元、驱动单元、输出单元和输入单元分别与电源连接；所述输入单元为模式选择开关单元；所述输出单元为显示单元。本实施例通过模式选择开关单元控制89C52单片机给出触发脉冲，触发脉冲控制小型IGBT晶体管导通与关断，使得开门列车线与关门列车线得电或失电，完成开关门动作。开门列车线包括左侧车门开门列车线和右侧车门开门列车线，关门列车线包括左侧车门关门列车线和右侧车门关门列车线。电源采用内置电池工作方式，使用更换方便，可以为5V电源。

参见图2，所述驱动单元包括驱动电源BT1、驱动电源BT2、驱动电源BT3、驱动电源BT4、光电耦合器G1、光电耦合器G2、IGBT晶体管Q1、IGBT晶体管Q2、三极管Q3、三极管Q4、开关S5、开关S6、开关S7、开关S8、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12，所述驱动电源BT1的正极与驱动电源的BT2的负极连接，所述驱动电源BT4的正极与驱动电源BT3的负极连接，所述电阻R1的一端与单片机控制单元连接，所述电阻R1的另一端与三极管Q3的基极连接，所述三极管Q3的集电极连接5V电源，所述三极管Q3的发射极分别与电阻R2和电阻R3的一端连接，所述电阻R2的另一端连接地线，所述电阻R3的另一端与光电耦合器G1的引脚1连接，所述光电耦合器G1的引脚2连接地线，所述光电耦合器G1的引脚4与驱动电源BT2的正极连接，所述光电耦合器G1的引脚3分别与电阻R4和电阻R5的一端连接，所述电阻R4的另一端与驱动电源BT1的负极连接，所述电阻R5的另一端分别与所述电阻R6的一端和的IGBT晶体管Q1的栅极连接,所述IGBT晶体管Q1的集电极连接有地铁客车的车门工作电源线，所述IGBT晶体管Q1的发射极分别与驱动电源BT2的负极、电阻R6的另一端、开关S5的一端和开关S6的一端连接，所述电阻R11的一端与单片机控制单元连接，所述电阻R11的另一端与三极管Q4的基极连接，所述三极管Q4的集电极连接5V电源，所述三极管Q4的发射极分别与电阻R12和电阻R10的一端连接，所述电阻R12的另一端连接地线，所述电阻R10的另一端与光电耦合器G2的引脚1连接，所述光电耦合器G2的引脚2连接地线，所述光电耦合器G2的引脚4与驱动电源BT3的正极连接，所述光电耦合器G2的引脚3分别与电阻R9和电阻R8的一端连接，所述电阻R9的另一端与驱动电源BT4的负极连接，所述电阻R8的另一端分别与所述电阻R7的一端和的IGBT晶体管Q2的栅极连接,所述IGBT晶体管Q2的集电极连接有地铁客车的车门工作电源线，所述IGBT晶体管Q2的发射极分别与驱动电源BT3的负极、电阻R7的另一端、开关S7的一端和开关S8的一端连接，所述开关S5的另一端与地铁客车的左侧车门开门列车线连接，所述开关S6的另一端与地铁客车的右侧车门开门列车线连接，所述开关S7的另一端与地铁客车的左侧车门关门列车线连接，所述开关S8的另一端与地铁客车的右侧车门关门列车线连接。驱动单元主要接收单片机控制单元的指令，使地铁客车的车门完成规定的开关门实验次数，驱动单元采用IGBT驱动方式，提高效率与安全性。实验过程中无拉弧现象，可以提高元器件使用寿命。在电路中可以添加电气保护达到过流保护等功能。光电耦合器G1和光电耦合器G2均采用光耦PC817。三极管Q3和三极管Q4可采用三极管8550，UX1（开门输出脉冲信号）有效，触发三极管Q3工作；UX2（输出关门输出脉冲信号）有效，触发三极管Q4工作。IGBT晶体管Q1和IGBT晶体管Q2 采用FGA25N120晶体管。

其中开关S5：开左门自持按钮，作用是在收到单片机开门工作的指令后接通左侧车门开门列车线，开启车门并保持，同时开关S5的按钮指示灯亮显示车门处于开启状态；开关S6：开右门自持按钮，作用是在收到单片机开门工作的指令后接通右侧车门开门列车线，开启车门并保持，同时开关S6的按钮指示灯亮显示车门处于开启状态；开关S7：关左门自持按钮，作用是在收到单片机关门工作的指令后接通左侧车门关门列车线，关闭车门并保持，同时开关S7的按钮指示灯亮显示车门处于关闭状态；开关S8：关右门自持按钮，作用是在收到单片机关门工作的指令后接通右侧车门关门列车线，关闭车门并保持，同时开关S8的按钮指示灯亮显示车门处于关闭状态。

进一步地，参见图3，所述单片机控制单元包括89C52单片机U1、复位电路和晶振电路，所述复位电路和晶振电路均与89C52单片机连接。单片机控制单元采用89C52单片机最小系统，输出触发信号给光耦（PC817），利用正负9V驱动电源驱动晶体管IGBT，地铁客车的车门工作电源线（110V车门控制电源）由晶体管IGBT控制，本装置设计2路晶体管IGBT分别控制地铁客车车门的开和关。复位电路采用启动/复位开关S1。晶振电路包括12MHz的晶体振荡器Y1（为单片机控制电路提供工作时钟信号）、电容C1和电容C2。

进一步地，参见图3，所述模式选择开关单元包括开关S2、开关S3和开关S4，所述开关S2、开关S3和开关S4的一端均连接5V电源、所述开关S2的另一端与89C52单片机连接，所述开关S3的另一端与89C52单片机连接，所述开关S4的另一端与89C52单片机连接。开关S2、开关S3和开关S4均为带绿灯的按键，绿色开关S2表示500次实验功能；绿色开关S3表示1000次实验功能；绿色开关S4表示1500次的实验功能。本装置根据车门的正确运行轨迹设计好执行指令时间，通过开关门列车线发出指令给EDCU（列车车门电子控制单元，即门控器）,由EDCU控制车门的运行。

进一步地，参见图4，所述显示单元包括LCD1602显示屏、电阻R13和可调电阻R14，所述LCD1602显示屏的引脚1和引脚16连接电源地，所述LCD1602显示屏的引脚2和可调电阻R14的一端均连接5V电源，所述可调电阻R14的另一端连接电源地，所述LCD1602显示屏的引脚3和可调电阻R14的调节端连接，所述LCD1602显示屏的引脚15通过电阻R13连接5V电源，所述LCD1602显示屏的引脚4至引脚14均与89C52单片机连接。LCD1602显示屏主要显示装置当前工作状态、当前试验模式等信息。图4中，RS是命令/数据选择引脚，接单片机，当RS为低电平时，选择命令；当RS为高电平时，选择数据。RW是读/写选择引脚，接单片机，当RW为低电平时，向LCD1602写入命令或数据；当RW为高电平时，从LCD1602读取状态或数据。如果不需要进行读取操作，可以直接将其接VSS。E是执行命令的使能引脚，接单片机。D0—D7是并行数据输入/输出引脚，接单片机。可调电阻R14采用10K的3296精密电位器，电阻R13采用10欧的限流电阻，VSS接电源地，VDD接+5V。

进一步地，参见图2，所述IGBT晶体管Q1的集电极通过保险丝FU1与所述地铁客车的车门工作电源线连接，所述IGBT晶体管Q2的集电极通过保险丝FU2与所述地铁客车的车门工作电源线连接。

进一步地，所述驱动电源BT1、驱动电源BT2、驱动电源BT3和驱动电源BT4均为9V驱动电源。

本实用新型主要是为地铁公司进行城轨车辆车门性能试验所研发的装置。该装置的优点在于摆脱了利用专人进行车门开、关门测试的工作，可以将该装置和车门工作电源线（110V车门控制电源）、开关门列车线（城轨车辆车门）连接在一起，设置好需要进行检测的开、关门次数，即可以由该装置自动完成设定次数的车门开、关门试验。

本实用新型具体工作原理如下：

（1）测试初始状态设置

初始状态的设置由单片机控制单元完成，其中89C52为测试装置核心芯片，完成装置的控制、显示、驱动、测试等功能。车门测试次数分别由开关S2、开关S3、开关S4设定，参见图5，其中开关S2:表示车门开启500次实验功能；开关S3:表示车门开启1000次实验功能；开关S4:表示车门开启1500次的实验功能。

（2）驱动信号输出

在程序开始工作后（单片机开关门控制程序均采用现有技术程序），分别由单片机89C52控制的P2.0、P2.1口输出驱动信号，其中P2.0口输出开门脉冲信号UX1，P2.1输出关门脉冲信号UX2。

（3）导通列车车门工作电源线

参见图2，UX1（开门输出脉冲）经电阻R1至三极管Q3的基极，导通三极管Q3，使其工作在开状态，VCC（5V）电源通过三极管Q3的集电极至光电耦合器G1的1脚，光电耦合器G1的2脚接地，光电耦合器G1工作且有信号通过3脚输出至IGBT晶体管Q1的栅极，使IGBT晶体管Q1工作，则车门工作电源线通过IGBT晶体管Q1输出信号至开关S5、开关S6按键输入端；UX2（关门输出脉冲）经电阻R11至三极管Q4的基极，导通三极管Q4，使其工作在开状态，VCC（5V）电源通过三极管Q4的集电极至光电耦合器G2的1脚，光电耦合器G2的2脚接地，光电耦合器G2工作且有信号通过3脚输出至IGBT晶体管Q2的栅极，使IGBT晶体管Q2工作，则车门工作电源线通过IGBT晶体管Q2输出信号至开关S7、开关S8按键输入端。

（4）车门开、关门列车线工作

在进行车门检测时，分别按下开关S5、开关S6、开关S7、开关S8键，则可根据开关S2、开关S3、开关S4的选择进行相应次数的开、关门自动检测。89C52单片机输出触发信号给光电耦合器（PC817），利用正负9V驱动电源驱动IGBT晶体管，车门工作电源线（110V车门控制电源）通过IGBT晶体管的控制分别控制车门的开、关。

（5）模式的选择及车门的工作状态均在液晶显示屏LCD1602上显示。

本实用新型的保护范围包括但不限于以上实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于89C52单片机的地铁客车车门测试装置，其特征在于，包括单片机控制单元、驱动单元、输出单元、输入单元和电源，所述单片机控制单元分别与驱动单元、输出单元和输入单元连接，所述单片机控制单元、驱动单元、输出单元和输入单元分别与电源连接；

所述输入单元为模式选择开关单元；

所述输出单元为显示单元；

所述驱动单元包括驱动电源BT1、驱动电源BT2、驱动电源BT3、驱动电源BT4、光电耦合器G1、光电耦合器G2、IGBT晶体管Q1、IGBT晶体管Q2、三极管Q3、三极管Q4、开关S5、开关S6、开关S7、开关S8、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12，所述驱动电源BT1的正极与驱动电源的BT2的负极连接，所述驱动电源BT4的正极与驱动电源BT3的负极连接，所述电阻R1的一端与单片机控制单元连接，所述电阻R1的另一端与三极管Q3的基极连接，所述三极管Q3的集电极连接电源，所述三极管Q3的发射极分别与电阻R2和电阻R3的一端连接，所述电阻R2的另一端连接地线，所述电阻R3的另一端与光电耦合器G1的引脚1连接，所述光电耦合器G1的引脚2连接地线，所述光电耦合器G1的引脚4与驱动电源BT2的正极连接，所述光电耦合器G1的引脚3分别与电阻R4和电阻R5的一端连接，所述电阻R4的另一端与驱动电源BT1的负极连接，所述电阻R5的另一端分别与所述电阻R6的一端和的IGBT晶体管Q1的栅极连接,所述IGBT晶体管Q1的集电极连接有地铁客车的车门工作电源线，所述IGBT晶体管Q1的发射极分别与驱动电源BT2的负极、电阻R6的另一端、开关S5的一端和开关S6的一端连接，所述电阻R11的一端与单片机控制单元连接，所述电阻R11的另一端与三极管Q4的基极连接，所述三极管Q4的集电极连接电源，所述三极管Q4的发射极分别与电阻R12和电阻R10的一端连接，所述电阻R12的另一端连接地线，所述电阻R10的另一端与光电耦合器G2的引脚1连接，所述光电耦合器G2的引脚2连接地线，所述光电耦合器G2的引脚4与驱动电源BT3的正极连接，所述光电耦合器G2的引脚3分别与电阻R9和电阻R8的一端连接，所述电阻R9的另一端与驱动电源BT4的负极连接，所述电阻R8的另一端分别与所述电阻R7的一端和的IGBT晶体管Q2的栅极连接,所述IGBT晶体管Q2的集电极连接有地铁客车的车门工作电源线，所述IGBT晶体管Q2的发射极分别与驱动电源BT3的负极、电阻R7的另一端、开关S7的一端和开关S8的一端连接，所述开关S5的另一端与地铁客车的左侧车门开门列车线连接，所述开关S6的另一端与地铁客车的右侧车门开门列车线连接，所述开关S7的另一端与地铁客车的左侧车门关门列车线连接，所述开关S8的另一端与地铁客车的右侧车门关门列车线连接。

2.根据权利要求1所述的基于89C52单片机的地铁客车车门测试装置，其特征在于，所述单片机控制单元包括89C52单片机、复位电路和晶振电路，所述复位电路和晶振电路均与89C52单片机连接。

3.根据权利要求2所述的基于89C52单片机的地铁客车车门测试装置，其特征在于，所述模式选择开关单元包括开关S2、开关S3和开关S4，所述开关S2、开关S3和开关S4的一端均连接电源、所述开关S2的另一端与89C52单片机连接，所述开关S3的另一端与89C52单片机连接，所述开关S4的另一端与89C52单片机连接。

4.根据权利要求3所述的基于89C52单片机的地铁客车车门测试装置，其特征在于，所述显示单元包括LCD1602显示屏、电阻R13和可调电阻R14，所述LCD1602显示屏的引脚1和引脚16连接地线，所述LCD1602显示屏的引脚2和可调电阻R14的一端均连接电源，所述可调电阻R14的另一端连接地线，所述LCD1602显示屏的引脚3和可调电阻R14的调节端连接，所述LCD1602显示屏的引脚15通过电阻R13连接电源，所述LCD1602显示屏的引脚4至引脚14均与89C52单片机连接。

5.根据权利要求4所述的基于89C52单片机的地铁客车车门测试装置，其特征在于，所述IGBT晶体管Q1的集电极通过保险丝FU1与所述地铁客车的车门工作电源线连接，所述IGBT晶体管Q2的集电极通过保险丝FU2与所述地铁客车的车门工作电源线连接。

6.根据权利要求1所述的基于89C52单片机的地铁客车车门测试装置，其特征在于，所述驱动电源BT1、驱动电源BT2、驱动电源BT3和驱动电源BT4均为9V驱动电源。