多芯電纜纜芯校線器設計

方輝 秦基福 姚德振

摘 要：本文基于電力技術與工業技術的發展，依據工程現場的實際情況，詳細介紹并設計了基于單片機STC 89C52小系統發送與檢驗信號確定多芯電纜纜芯的校線器；詳細介紹了校線器工作原理。本設計滿足校線器基本功能。

關鍵詞：多線校線器；單片機；基準端；校準端；數碼顯示

隨著電力技術的發展，工業生產對電力設備的依賴越來越密切；智能設備投入工業生產提高了生產效率，加快了經濟發展速率，但是，智能設備的控制系統越來越復雜與精密，控制電纜也從一芯漸漸向多芯轉變；就目前使用電纜而言，雖然很多的多芯電纜電纜芯上多有數字標號或者顏色標識，但是使用過程中標號很容易抹掉或者顏色難以辨別，而且一般電纜的外表皮很堅硬，不容易剝開，這樣就很難將電纜兩端的電纜芯一一對應起來。鑒于以上情況，本文提出以下多芯電纜校線器設計方案，并對其原理做詳細介紹。

一、基本方案設計

本設計分為兩個不同的設計部分，第一部分基準端設計，主要硬件設備包括：STC 89C52單片機芯片一片，數碼管四個，基本通斷小開關5個，12M晶振1個，電容33P兩個、8腳排針16只（導線是排線時使用），外部引5V直流電源，PCB電路板一塊，電烙鐵，導線，排線若干等。基本設計原理圖如下圖1：

第二部分校驗端設計，主要硬件設備包括：STC 89C52單片機芯片一片，數碼管四個，基本通斷小開關5個，12M晶振1個，電容33P兩個、8腳排針16只（導線是排線時使用），外部引5V直流電源，PCB電路板一塊，電烙鐵，導線，排線若干等。基本設計原理圖如下圖2：

對于基準端設計，單片機P1口前五個I/0端口，分別設計為系統啟動開關，1芯線纜校線選擇開關、2芯線纜校線選擇開關、3芯線纜校線選擇開關、4芯線纜校線選擇開關；單片機P3口前四個端口P3～0-P3～3分別作為HC573SJ八位數據透明鎖存器的片選信號控制端口，單片機P2口八位作為數碼管的顯示信號命令端口接在四個HC573SJ透明鎖存器的八個輸入端口，四個HC573SJ透明鎖存器的輸出端口分別接四個七段數碼管，每一個數碼管對應P0端口的前四個端口中的一個，作為從該端口引出的校驗線芯的基準值。

單片機工作時，根據線芯選擇開關的不同。單片機為P0口發送連續不同的命令。發送的命令由編寫程序確定，數碼管顯示可根據HC573SJ透明鎖存器的片選信號的高低電位來改變數值，當片選信號為高電平時，單片機發送的命令可無阻礙傳給數碼管，當片選信號為低電平時，透明鎖存器保持原來值不變，即數碼管保持原值不變，這樣單片機相同的端口可通過控制片選信號控制不同數碼管的顯示。本設計發送命令及校驗線接法如下表1所示：

對于校準端設計，單片機P1口前五個I/0端口，分別接系統啟動開關，1芯線纜校線選擇開關、2芯線纜校線選擇開關、3芯線纜校線選擇開關、4芯線纜校線選擇開關；單片機P0口前四個端口P0.0-P0.3分別作為HC573SJ八位數據透明鎖存器的片選信號控制端口，單片機P2端口八位作為數碼管的顯示信號命令端口接在四個HC573SJ透明鎖存器的八個輸入端口，四個HC573SJ透明鎖存器的輸出端口分別接四個七段數碼管，每一個數碼管依次對應P3端口的前四個端口中的一個，作為從該端口引出的校驗線芯的基準值。

單片機工作時，根據線芯選擇開關的不同。單片機接收P3輸入的信號，再由單片機內部系統對信號進行分析，為每個校驗端口對應的數碼管賦值，通過數碼顯示的值，可以確定線芯。本設計接收的信號（校驗碼除外）、數碼管顯示及校驗線接法如下表2所示：

由以上表二可以看出，校準端數碼管顯示因接線的位置不同會有不同的顯示，根據數學里的排列組合，當四線檢測時，數碼管顯示會有A44♂=4*3*2*1=24種顯示方式，因此對于4線檢測，表二只是顯示的一部分，編寫控制程序時因全部考慮。基準端發送命令時，首先發送校驗碼，在這設計校驗碼如下：一線制時，校驗碼為P3=0X01，也就是一直發送高電平，只做檢驗電纜芯是否折斷；二線制時，發送校驗碼P3=0X03，校驗端校驗時，當檢測到P0=0X03時檢測系統開始對線芯檢測處理；三線制時，發送校驗碼P3=0X07，校驗端校驗時，當檢測到P0=0X07時檢測系統開始對線芯檢測處理；四線制時，發送校驗碼P3=0X0F，校驗端校驗時，當檢測到P0=0X0F時檢測系統開始對線芯檢測處理。檢測的結果分析時，只需要看電纜兩端數碼管顯示一致，就是同一根電纜芯。

二、設計方案需要注意的問題

（1）利用檢測裝置校線時必須按照設計時默認的接線方式接基準端與校準端的線。

（2）單片機芯片型號及晶振選擇時，基準端與校準端保持一致。

（3）如果校準端數碼管不顯示，將待測電纜芯分成幾份，利用基數少的測試檔檢驗是否有斷開的纜芯。

（4）本設計核心是程序，寫程序必須考慮所有可能發生的因素，必須保證程序的正確性。

三、結語

本設計基于STC 89C52單片機設計多芯電纜校驗器，是一種小型、簡單、高效、方便的測試儀，能夠大量運用于電力工程設計。

參考文獻：

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作者簡介：方輝（1990-），男，漢族，河南南陽人，本科，助理工程師，研究方向：電力系統。