CN2457611Y - 智能线束故障检测仪 - Google Patents

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王春麟
彭光俊
赵志
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Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Wuhan University of Technology WUT
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Abstract

一种智能线束故障检测仪,属于仪器仪表领域。本实用新型解决了目前线束故障检测仪存在的操作使用不方便、制作成本及使用价格高等问题,其主要技术特征是:以单片机为核心,集线束的故障检测和编程于一体,使用者不需要计算机和专用编程软件,直接通过仪器面板上的编程按键组就可编制线束的检测程序,而且编程方法和操作过程简单易学,中文显示界面。本实用新型可用于线束生产厂、汽车和摩托车制造厂对线束进行在线和不在线的故障检测。

Description

智能线束故障检测仪
本实用新型属于仪器仪表领域。
汽车和摩托车上的各种电器设备(如开关、指示灯、发电机、点火器等)均通过导线连接，导线的两端称为端点。为便于安装和检查，相连的导线采用同一种颜色，然后用塑料胶带将不同颜色的导线扎成束，行业术语称为线束。车型不同，线束的导线根数、颜色数及连接关系也不同，即使同一辆车上也有好几种不同型号的线束。
线束的故障主要为开路和短路，鉴于线束的重要性，国外行业标准要求对线束进行百分之百的检测。国外已有线束故障检测仪的产品，国内目前还未见有关线束故障检测仪的文献及产品报道。
线束故障检测仪主要由微处理器、操作面板、接口和程序存储器组成，其检测的基本原理是：预先将某型号线束的端点编号，然后将各端点的连接关系及导线颜色编制成检测程序输入到仪器内部的程序存储器中，检测仪即按此程序并通过输出输入接口检测该型号线束的故障。
目前国外的线束故障检测仪在使用上有三点不足之处：
1．不同型号线束的检测程序不相同，该仪器如果要增加或者修改一种线束的检测程序，必须先在计算机上用专用软件编程，然后再通过专用的接口卡将程序写入检测仪中，不仅编程方法和操作过程复杂，而且还要记住许多编程法则，增加了使用难度，另外还要增加额外的设备，不但提高了仪器的生产成本，而且也增加了用户的使用费用。
2．仪器操作面板上有1个液晶显示器和4个操作按键，其中，一个开始键用于启动检测仪工作，一个停止键用于停止检测仪工作，两个选择键(一个上翻，一个下翻)用于选择不同型号线束的检测程序，过多的按键增加了操作的复杂性。
3．仪器的显示界面和计算机上专用编程软件的编程界面都是英文的，因此，使用者不仅要具备电脑的使用知识，还要熟悉英文。
本实用新型的目的是：克服目前国外线束故障检测仪存在的缺点，设计制作出一种使用方便且生产成本低的线束故障检测仪。
本实用新型的技术方案是：主要由单片机、操作面板、接口、程序存储器和系统总线(包括地址总线、数据总线和控制总线)组成。其特征是：操作面板由编程按键组、选择键、检测键和液晶显示器组成，编程按键组通过按键组接口与系统总线相连，选择键和检测键通过控制线与单片机相连，液晶显示器通过液晶显示器接口与系统总线相连，系统总线通过总线接口与单片机相连。编程按键组用于编制线束的检测程序，编程按键组中的按键分为数字键、颜色键和功能键三类，如键入“红左0001右2324”，表示线束左边编号为00和01的端点与右边编号为23和24的端点是相连的，导线颜色为红色。删除键用于删除错误的编程输入，确认键用于确认正确的编程输入，结束键用于结束编程，按结束键，单片机即可自动生成该型号线束的检测程序并存入程序存储器中。选择键和检测键是两个操作按键，按选择键，则显示“编程请按0，选择线束型号请输入号码”，利用编程按键组中的数字键选择编程或选择不同型号线束的检测程序。按检测键用于启动检测仪工作，检测完毕自动停止工作并处于待命状态。液晶显示器采用中文显示编程过程和检测结果。
本实用新型的优点是：
1．用户无需计算机和专用编程软件，直接通过仪器面板上的编程按键组就可编制线束的检测程序，而且编程方法和操作过程简单易学，因此，用户不需具备电脑的使用知识，也不需记忆编程法则。同时，由于编程直接在仪器面板上进行，所以简化了仪器结构，降低了生产成本，也减少了用户的使用费用。
2．仪器面板上只有2个操作按键(编程按键组除外)，一个检测键，一个选择键，操作大为简化。
3．显示界面是中文的，使用者不需要熟悉英文。
本智能线束故障检测仪克服了目前国外线束故障检测仪的三点不足之处。
下面附图提供的是：
图1：智能线束故障检测仪的结构框图
图2：智能线束故障检测仪的电路原理图。
现对附图中的编号及符号进行说明：
1-单片机；2-接口(2-1总线接口；2-2输出接口；2-3输入接口；2-4按键组接口；2-5液晶显示器接口)；3-操作面板(3-1编程按键组；3-2选择键；3-3检测键；3-4液晶显示器)；4-程序存储器；AB表示地址总线，共13根，从高到低的顺序为A12-A0,DB表示数据总线，CB表示控制总线。总线接口(2-1)由译码器及地址锁存器组成，输出接口(2-2)和输入接口(2-3)由多选一双向模拟开关及译码器组成，按键组接口(2-4)由串入并出移位寄存器构成，液晶显示器接口(2-5)由与非门构成，编程按键组(3-1)包括数字键、颜色键和功能键。
附图2为实现方式，图中单片机(1)采用89C51，总线接口(2-1)选用74HC139作译码器，74HC573作地址锁存器，输出接口(2-2)和输入接口(2-3)选用CD4051作多选一双向模拟开关，74HC138作译码器，按键组接口(2-4)选用74HC164，液晶显示器接口(2-5)选用74HC00，编程按键组(3-1)、选择键(3-2)和检测键(3-3)采用普通常开按键，液晶显示器(3-4)选用支持汉字并且带背光的，程序存储器(4)选用可在线改写的28C64，上述元器件也可选用其它型号替代。R1-R7均为10K的上拉电阻。
下面根据附图2说明智能线束故障检测仪的组成及工作原理：
1．单片机89C51对外部设备的地址分配
从附图2可看到，89C51的P2.7和P2.6作为高位地址与总线接口中的译码器74HC139的输入端A、B相连，74HC139的输出端 Y0、 Y1、 Y2、 Y3作为片选信号分别与输出和输入接口中的译码器74HC138的 G1端、液晶显示器接口74HC00的引脚4及程序存储器28C64的 CS端相连，保证了89C51不会同时选中两个外部设备。89C51的P0口作为地址/数据复用端，分时送出低位地址和数据，其地址锁存控制端ALE与总线接口中的地址锁存器74HC573的C端相连，在ALE信号的作用下，P0口送出的低位地址被锁存到74HC573中，并从Q7-Q0端输出作为地址总线AB的低8位地址，89C51的P2.5-P2.0作为AB的高5位地址。
2．线束检测程序的编制
89C51通过外部中断口 INT1接收选择键的中断申请，通过串行口Rxd和Txd与按键接口74HC164的A、B及CLK端口相连，89C51的P1.0、P1.1和P1.2端口构成编程按键组的行地址线，74HC164的Q7-Q0端口构成编程按键组的列地址线，89C51以移位方式向74HC164传送列地址，以行扫描方式接收、显示和执行编程按键组的命令。例如，某型号线束有5个端点，其中左边的00号和右边的00号、01号相连，导线颜色为蓝色，左边的01号和右边的02号相连，导线颜色为绿色，编程过程为：键入“蓝左00右0001”，按“确认”键，再键入“绿左01右02”和按“确认”键，最后按“结束”键，89C51即自动生成该型号线束的检测程序并存入程序存储器中。
2．检测程序的存储
89C51采用分时工作方式对程序存储器28C64进行读写操作，从附图2可看到，89C51的P0口作为数据总线与28C64的数据线DB相连，28C64的地址线AB与地址总线AB相连，89C51的读写控制端 RD和 WR分别与28C64的 RD和 WR端相连，当89C51收到“确认”键的命令后，就将键入的数据写入28C64中，当收到“结束”键的命令后，就根据输入的各端点连接关系及导线颜色自动生成线束的检测程序并写入28C64中。
3．线束的检测原理
检测仪的输出和输入接口分别通过输出插座CZ1和输入插座CZ2与线束相连，89C51则通过输出和输入接口对线束进行检测。输出接口中的74HC138是3/8译码器，其地址线AB接地址总线AB的A2-A0，输出端 Y0- Y7分别接8个8选1双向模拟开关CD4051的禁止端引脚6,8个CD4051的地址线AB均接地址总线AB的A5-A3，公共端引脚3并在一起接89C51的P1.3,I/O0-I/O7作为输出端通过输出插座接线束左边各端点。输入接口中，74HC138的地址线AB接A9-A7,CD4051的地址线AB均接A12-A10，公共端引脚3并在一起接89C51的P1.4,I/O0-I/O7作为输入端通过输入插座接线束右边各端点。线束故障的检测原理是：89C51将P1.3和P1.4置为高电平，当从外部中断口 INT0接收到检测键的中断申请后，将P1.3作为输出端，依次从输出接口各CD4051的I/O0-I/O7端口输出低电平，每输出一个低电平，就将P1.4作为输入端，依次判断输入接口各CD4051的I/O0-I/O7端口的状态，如为高电平说明左右两端点不通，如为低电平说明左右两端点相通，根据所选型号线束各端点的连接关系，即可判断有无开路和短路故障，以及故障端点的编号和导线颜色，并在液晶显示器上显示出来。
4．检测结果的显示
89C51通过液晶显示器接口74HC00对液晶显示器进行读写操作，液晶显示器的数据线DB与数据总线DB相连，地址线AB接A9-A8。74HC00含有4个双输入与非门，组成一个逻辑控制电路，引脚1与 RD相连，引脚2与 WR相连，输出端引脚8控制液晶显示器的使能端E，当引脚4的片选信号有效时，89C51可通过读写控制信号对液晶显示器进行读写操作，显示编程过程和检测结果。

Claims (2)

1．一种智能线束故障检测仪，主要由单片机(1)、接口(2)、操作面板(3)、程序存储器(4)和系统总线(包括地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB)组成，其特征是：操作面板(3)由编程按键组(3-1)、选择键(3-2)、检测键(3-3)和液晶显示器(3-4)组成，编程按键组(3-1)通过按键组接口(2-4)与系统总线相连，选择键(3-2)和检测键(3-3)通过控制总线CB与单片机(1)相连，液晶显示器(3-4)通过液晶显示器接口(2-5)与系统总线相连，系统总线通过总线接口(2-1)与单片机(1)相连；
2．根据权力要求书1所述的一种智能线束故障检测仪，其特征在于，编程按键组由数字键、颜色键和功能键三部分组成，操作按键由检测键和选择键组成。
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