【正文】
僅用上上述所說的硬件抗干擾電路還不夠,必須在軟件編程中加上軟件看門狗程序,防止程序跑飛。系統(tǒng)主電路初始化主程序中AT89C51芯片中的定時器控制方式包括TMOD(定時/計數(shù)器方式控制字)(TCON)定時器控制寄存器。下面簡要介紹其工作原理:表71 TMOD定時器方式控制字的格式D7D6D5D4D3D2D1D0GATEC/M1M0GATEC/M1M0由上表可見,TMOD的高4位控制T低4位控制T0。C/計數(shù)器工作方式選擇位。當C/=1時,選擇T0或T1為計數(shù)器方式;當C/=0時,選擇定時器工作方式。本次設計選用D6=0,D3=1;即T1為定時器,T0為計數(shù)器。M1M0工作方式控制位,用戶無論選擇計數(shù)器方式還是定時器方式,均有4種工作方式組合對應,D5D4位M1M0=00,即選用13位計數(shù)器方式;D1D0位M1M0=11,即此方式下T0分成兩個8位計數(shù)器,T1停止計數(shù)。GATE軟件門控位、該位和其它幾個條件一起通過邏輯電路控制定時器的啟動或停止。當GATE=0,TR=1時啟動。GATE=1時,則啟動計數(shù)器工作的條件還需有兩個條件滿足,即:TR=1和=1。當系統(tǒng)產生中斷時,為避免引起其它中斷,還需設中斷優(yōu)先級。中斷允許寄存器IE進行簡要說明:表72 中斷允許寄存器IED7D6D5D4D3D2D1D0EAESET1EX1ET0EX0EA:CPU中斷允許、禁止總控制位。啟動中斷允許時,EA=1[16]。ES:串行口中斷控制位。由于此次設計沒用到串行口,所以ES=0,設為禁止。由于本次設計要用到外部中斷、和定時器,所以設中斷允許IE=87H。系統(tǒng)初始化關所有中斷是否檢測功鍵是檢測功能鍵啟動計數(shù)器T0清計數(shù)器TL0開INT0、T0中斷INT1=1循環(huán)等待跳轉到中斷程序否跳轉檢測程序主程序框圖主程序框圖見71圖:圖71系統(tǒng)主控電路程序流程圖定時器T0中斷子程序的功能是檢查結果是否為被測線路無故障,是否超過系統(tǒng)的檢測范圍。定時器T0中斷子程序框圖見72圖。堆棧保護關中斷判斷是否遠測清T0中斷功能鍵區(qū)分無故障或越限返回主程序出棧(恢復現(xiàn)場)串口RXDTXD處理是否圖72 定時器中斷子程序框圖系統(tǒng)主控電路中的BCD撥碼盤輸入,計時裝置的計時結果讀入,輸入數(shù)據(jù)的處理,測量實際距離的計算。在子程序中包括BCD碼轉換、循環(huán)清零、查表程序。在編寫測量距離的程序中,主要根據(jù)第5章提到的算法公式:來編寫其中是修正系數(shù),由撥碼盤輸入控制;是指在通訊線路上的速度值;為計數(shù)裝置的計數(shù)結果與高頻計數(shù)脈沖頻率的比值(100MHz)。編寫程序時,考慮到程序運行的可靠及測試儀的可靠使用,編寫程序時多次使用了跳轉指令、循環(huán)調用指令。致使程序可讀性下降[17]。此系統(tǒng)采用多次測量取平均值的方法來提高測距的精確性。外部中斷子程序框圖見73圖。堆棧(保護現(xiàn)場)關中斷判斷是否遠測撥碼盤輸入清INTO中斷是否矯正輸入?yún)?shù)測量數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)輸出顯示出棧(恢復現(xiàn)場)返回主程序圖73 外部中斷子程序框圖結 論為實現(xiàn)電纜故障的自動定位,本文采用了一種用于低壓脈沖反射法測量電力電纜故障的智能自動定位方法,可以自動計算故障距離,可以自動判斷電纜的故障性質(低阻短路和斷線故障)。該方法程序實現(xiàn)簡單,計算量小,用戶使用方便,能克服中間接頭的反射等干擾因素的影響,提高了電纜故障測距儀器的智能化水平。實測試驗表明,該方法的精度高,可以得到令人滿意的結果,具有實用價值。本文在充分了解了國內外故障測距領域的研究和應用現(xiàn)狀及存在問題后,做了如下工作并得出結論。首先分析了行波測距法的測距原理及其具體的實現(xiàn)過程,得出的結論是:論文根據(jù)通訊系統(tǒng)的實際需要,應用單片機、電子和通信技術的發(fā)展成果,提出了新型故障測距裝置電路的設計方案。所設計的測距電路采用100MHz的高頻記數(shù)脈沖,并結合單片機處理程序,用程序控制低壓測距脈沖的發(fā)射和接收計算,大大提高了故障點定位的精度,發(fā)揮了低壓測距法的優(yōu)勢,實現(xiàn)了地下通訊線路故障的可靠、精確定位。此次電路設計分三大部來設計,AT89C51單片機為核心主控電路,脈沖發(fā)射電路及脈沖接收電路,而后面兩部分均在主控電路控制下工作。各個部分電路大多數(shù)采用數(shù)字集成芯片,這樣系統(tǒng)工作的可靠性大大提高,而且減小電路板的面積,有利于縮小整體儀器的體積,便于操作者攜帶外出作業(yè);如需以后模塊電路的改進或升級,不需考慮對它部分電路之間的影響,直接更換或添加所需模塊。本次單片機最小應用系統(tǒng)比傳統(tǒng)的電纜故障測試儀器有比較大的改進,但仍有很多方面需要改進和增強。由于時間和客觀條件的限制,提出如下幾點:戶外工作所需電源;外界環(huán)境因素引起測量的誤差補償;平衡阻抗網絡電阻的精度要求。因此,盡快解決以上三點問題,完善通訊線路故障測試裝置,能更快的使其運用到實際檢測線路中。參考文獻[1]朱云華,艾芊,[J] 繼電器,2006,34(14):8188.[2][M].北京:中國電力出版社出版,2002.[3][M].中國電力出版社,2005.[4][J].湖北電力,2006,30(4):3132.[5][J].攀枝花學院學報,2004,21(5):105107.[6]張國棟,[M].西安:陜西科學技術出版社, 1996. 32108.[7]柴智,劉正光,[J ].電子測量與儀器學報,2006,(4):9397.[8]高風波,張歆,張小薊,[J].測控技術,2003 (12) :21223.[9]徐丙垠,李勝祥,[M].北京:機械工業(yè)出版社,1999.[10]艾欣,楊以涵,[J].電力系統(tǒng)自動化,2001,25(15):5457.[11]何立民.MCS51系列單片機應用系統(tǒng)設計系統(tǒng)配置與接口技術[ M].北京:北京航空航天大學出版社,2002.50-112[12]卓金玉.電力電纜設計原理[M].北京:機械工業(yè)出版社,-69[13]王敏琦.現(xiàn)代通信線路測量技術[M].北京:人民郵電出版社,-45 [14] Wave Solutions of Parabolic Systems[M].Washington:American Mathematical Society, sources for research and :-22[15]John Guide for Telemunications Cable Splicing[M].Ontario:Thomson Delmar Learning, sources for research and :-123[16]Brian Scaddan.Wiring Systems and Fault Finding[M].:Newnes,2003.Information sources for research and :-30[17]John Cadick,MultiAmp and Wiring[M]. Delmar Learning, sources for research and :-110附錄A系統(tǒng)主控單元電路連線圖附錄B 信號發(fā)射電路圖附錄C 信號接收電路圖附錄D 信號接收電路的PCB設計1 建立工作環(huán)境在Protel 99se 主界面中,選擇菜單NEW命令,然后新建名稱Database name和新建保存地址Database Location。命名為“信號接收電路PCB設計”。選擇菜單File/New/Schematic命令,然后命名為“”,雙擊出來工作界面,然后選擇菜單File/Save As命令將新建的原理圖文件保存在本地硬盤中。2原理圖設計原理圖的設計在Protel99se中已可分模塊實現(xiàn),所需的將元器件在庫文件中找到若庫文件中沒有找到所需元件,則自己新建元器件庫,然后在自己添加到庫中,將其放置于原理圖中,合理布局后連線即可完成,具體設計過程在正文第5章已有詳細的說明,在此不再贅述。3 PCB電路板的制作步驟進行原理圖中各個元器件的PCB正確封裝,雙擊器件,然后在FootDrint中正確填上器件的PCB封裝號。進行元器件的編號。點擊菜單Tools/Annotate/2Down then across進行各個元器件的排號。進行原理圖轉換成PCB電路圖檢查。點擊Design/UpdatePCB/Preview Change,如果發(fā)現(xiàn)有錯誤,則點擊Report,再進行修改,直至封裝無誤。由于從原理圖導成PCB圖后,元器件的擺放是雜亂無章的,所以必須經過元器件的重新擺布。PCB自動布線。首先在 KeepOutLayer層畫出禁止布線范圍。然后點擊RutoRoute/All…。修整自動布線過程中走線的不合理,例如垂直走線,在實際的電路中能產生很大的電磁干擾,修改線路走向為鈍角。如下圖:系統(tǒng)總圖PCB(1) 電源線、總線必須比其它的信號線寬。防止電流過大,線寬過小,使電路板發(fā)熱,影響電路板使用壽命。(2) 為了提高硬件系統(tǒng)的抗干擾性,還需對制作好的的PCB電路板進行敷銅操作。點擊Place/Polygon Plane,畫出敷銅的面積,即完成電路板敷銅。見下圖:系統(tǒng)主控PCB敷銅圖(3) 信號接收圖電路板效果圖。見下圖:致 謝經過三個月的畢業(yè)論文實驗,畢業(yè)環(huán)節(jié)已經接近尾聲。在這段時間里,我們親自動手查閱、整理文獻資料,掌握了許多知識。不僅消化理解書本上學到的,課堂上聽到的知識,也學到了很多陌生的知識,而且更加增強了我們的動手能力,處理實際問題的能力,在此期間,我們將理論知識應用到實踐中,真正做到了理論聯(lián)系實際,這對我們今后的學習和工作有著不可估量的作用。本次論文設計能夠順利完成,我首先要衷心地感謝我的指導老師鄭寶華老師!我從指導老師鄭寶華身上學到了很多東西。鄭老師認真負責的工作態(tài)度、嚴謹?shù)闹螌W精神和深厚的理論水平都使我受益匪淺。無論在理論上還是在實踐中,時老師都給了我很大的幫助,使我得到了不少的提高。這些對于我今后的工作和學習都有著巨大的幫助,感謝時老師的耐心指導。