【導(dǎo)讀】機(jī)建立電纜斷點(diǎn)故障的測(cè)距系統(tǒng)。通過(guò)該系統(tǒng)控制發(fā)射高頻脈沖，將脈沖波幅度提高，結(jié)合。在線獲取從發(fā)射脈沖波開始到接收反射脈沖波為止的時(shí)間，計(jì)算出電纜斷點(diǎn)故障點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、測(cè)距精度較高、應(yīng)用效果?？?、發(fā)射電路、接收部分電路用Protel99se畫了原理圖及對(duì)接收電路做了PCB設(shè)計(jì)。KeyWords：Communicationlines；Pulse；faulttest；signlechipputer

　　

【正文】 測(cè)試的時(shí)間非常之短，實(shí)際中也有可能實(shí)現(xiàn)。但還得考慮現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境因素的``` 25 影響，還必須有抗干擾能力和防止誤操作能力，僅通過(guò)對(duì) INT INT0引腳和定時(shí)器 T 0的控制是不夠的 ， 系統(tǒng)還須有其它輔助電路 。 第 7 章 系統(tǒng)部分軟件的設(shè)計(jì) 要完成本次測(cè)試儀的設(shè)計(jì)，除對(duì)系統(tǒng)主 控部分和發(fā)射電路、接收電路的硬件設(shè)計(jì)，還必須對(duì)系統(tǒng)主控單元進(jìn)行主程序的設(shè)計(jì)和中斷程序的設(shè)計(jì)。軟件部分能實(shí)現(xiàn)硬件系統(tǒng)功能，而且也能提高系統(tǒng)的抗干擾能力和提高系統(tǒng)的精確度。 本次軟件設(shè)計(jì)主程序和中斷程序采用匯編語(yǔ)言，考慮到本次設(shè)計(jì)的儀器是在錯(cuò)綜復(fù)雜的環(huán)境中應(yīng)用的，僅僅用上上述所說(shuō)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。 主程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主電路初始化 主程序中 AT89C51 芯片中的定時(shí)器控制方式包括 TMOD（定時(shí) /計(jì)數(shù)器方式控制字）（ TCON）定時(shí)器控制寄存器。下面簡(jiǎn)要介紹 其工作原理： 表 71 TMOD定時(shí)器方式控制字的格式 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 ``` 26 由上表可見， TMOD的高 4位控制 T低 4位控制 T0。 C/ T 計(jì)數(shù)器工作方式選擇位。當(dāng) C/T =1 時(shí)，選擇 T0 或 T1 為計(jì)數(shù)器方式 ；當(dāng)C/T =0 時(shí)，選擇定時(shí)器工作方式。本次設(shè)計(jì)選用 D6=0， D3=1；即 T1 為定時(shí)器， T0 為計(jì)數(shù)器。 M1M0工作方式控制位，用戶無(wú)論選擇計(jì)數(shù)器方式還是定時(shí)器方式，均有 4 種工作方式組合對(duì)應(yīng)， D5D4 位 M1M0=00，即選用 13 位計(jì)數(shù)器方式； D1D0 位 M1M0=11，即此方式下 T0分成兩個(gè) 8位計(jì)數(shù)器， T1 停止計(jì)數(shù)。 GATE軟件門控位、該位和其它幾個(gè)條件一起通過(guò)邏輯電路控制定時(shí)器的啟動(dòng)或停止。當(dāng) GATE=0， TR=1 時(shí)啟動(dòng)。 GATE=1 時(shí)，則啟動(dòng)計(jì) 數(shù)器工作的條件還需有兩個(gè)條件滿足，即： TR=1和 INT =1。 當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生中斷時(shí)，為避免引起其它中斷，還需設(shè)中斷優(yōu)先級(jí)。 中斷允許寄存器 IE進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明： 表 72 中斷允許寄存器 IE D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 EA ? ? ES ET1 EX1 ET0 EX0 EA： CPU中斷允許、禁止總控制位。啟動(dòng)中斷允許時(shí)， EA=1[16]。 ES：串行口中斷控制位。由于此次設(shè)計(jì)沒用到串行口，所以 ES=0，設(shè)為禁止。 由于本次設(shè)計(jì)要用到外部中斷 0INT 、 1INT 和定時(shí)器，所以設(shè)中斷允許 IE=87H。 主程序框圖主程序框圖見 71圖： ``` 27 圖 71系統(tǒng)主控電路程序流程圖 系統(tǒng)初始化 關(guān)所有中斷 是否檢測(cè)功鍵 是 檢測(cè)功能鍵 啟動(dòng)計(jì)數(shù)器T0 清計(jì)數(shù)器 TL0 開 INT0、 T0中斷 INT1=1 循環(huán)等待 跳轉(zhuǎn)到中斷程序 否 跳轉(zhuǎn)檢測(cè)程序 ``` 28 定時(shí)器 T0 中斷子程序設(shè)計(jì) 定時(shí)器 T0 中斷子程序的功能是檢查結(jié)果是否為被測(cè)線路無(wú)故障，是否超過(guò)系統(tǒng)的檢測(cè)范圍。定時(shí)器 T0中斷子程序框圖見 72圖。 圖 72 定時(shí)器 0T 中斷子程序框圖 中斷 0INT 中斷子程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主控電路中的 BCD撥碼盤輸入，計(jì)時(shí)裝置的計(jì)時(shí)結(jié)果讀入，輸入數(shù)據(jù)的處理，測(cè)量實(shí)際距離的計(jì)算。在子程序中包括 BCD碼轉(zhuǎn)換、循環(huán)清零、查表程序。 堆棧保護(hù) 關(guān)中斷 判斷是否遠(yuǎn)測(cè) 清 T0中斷 功能鍵區(qū)分無(wú)故障或越限 返回主程序 出棧（恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)） 串口 RXD TXD處理 是 否 ``` 29 在編寫測(cè)量距離的程序中，主要根據(jù)第 5 章提到的算法公式： 12Lt??? ? ? 來(lái)編寫其中 ? 是修正系數(shù)，由撥碼盤輸入控制； v 是指在通訊 線路上的速度值； t 為計(jì)數(shù)裝置的計(jì)數(shù)結(jié)果與高頻計(jì)數(shù)脈沖頻率的比值（ 100MHz）。 編寫程序時(shí)，考慮到程序運(yùn)行的可靠及測(cè)試儀的可靠使用，編寫程序時(shí)多次使用了跳轉(zhuǎn)指令、循環(huán)調(diào)用指令。致使程序可讀性下降 [17]。此系統(tǒng)采用多次測(cè)量 取平均值的方法來(lái)提高測(cè)距的精確性。 0INT 外部中斷子程序框圖見 73圖。 ``` 30 圖 73 外部中斷 0INT 子程序框圖 堆棧（保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)） 關(guān) 中斷 判斷是否遠(yuǎn)測(cè) 撥碼盤輸入 清 INTO中斷 是 否 矯正輸入?yún)?shù) 測(cè)量數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)輸出顯示 出棧（恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)） 返回主程序 ``` 31 結(jié) 論 為實(shí)現(xiàn)電纜故障的自動(dòng)定位，本文采用了一種用于低壓脈沖反射法測(cè)量電力電纜故障的智能自動(dòng)定位方法，可以自動(dòng)計(jì)算故障距離，可以自動(dòng)判斷電纜的故障性質(zhì)（低阻短路和斷線故障）。該方法程序?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)單，計(jì)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(cè)距儀器的智能化水平。實(shí)測(cè)試驗(yàn)表明，該方法的精度高，可以得到令人滿意的結(jié)果，具有實(shí)用價(jià)值。 本文在充分了解了國(guó)內(nèi)外故障測(cè)距領(lǐng)域的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀及存在問題后，做了如下工作并得出結(jié)論。 首先分析了行波測(cè)距法的測(cè)距原理及其具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，得出的結(jié)論是： 論文根據(jù)通訊系統(tǒng)的實(shí)際需要，應(yīng)用單片機(jī)、電子和通信技術(shù)的發(fā)展成果，提出了新型故障測(cè)距裝置電路的設(shè)計(jì)方案。所設(shè)計(jì)的測(cè)距電路采用 100MHz 的高頻記數(shù)脈沖，并結(jié)合單片機(jī)處理程序，用程序控制低壓測(cè)距脈沖的發(fā)射和接收計(jì)算，大大提高了故障點(diǎn)定位的精度，發(fā)揮了低壓測(cè)距法的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了地下通訊線路故障的可靠、精確定位。 此次電路設(shè)計(jì)分三大部來(lái)設(shè)計(jì)， AT89C51 單片機(jī)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(gè)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(jìn)或升級(jí)，不需考慮對(duì)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(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)比傳統(tǒng)的電纜故障測(cè)試儀器有比較大的改進(jìn)，但仍有很多方面需要改進(jìn)和增強(qiáng)。由于時(shí)間和客觀條件的限制，提出如下幾點(diǎn)： 戶外工作所需電源； 外界環(huán)境因素引起測(cè)量的誤差補(bǔ)償； 平衡阻抗網(wǎng)絡(luò)電阻的精度要求。 因此，盡快解決以上三點(diǎn)問題，完善通訊線路故障測(cè)試裝置，能更快的使其運(yùn)用到實(shí)際檢測(cè)線路中。 ``` 32 參考文獻(xiàn) [1]朱云華 ,艾芊 ,陸鋒 .電力電纜故障測(cè)距 綜述 [J] 繼電器 ,2021,34(14):8188. 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Delmar Learning， sources for research and :－ 110 ``` 33 附錄 A 系統(tǒng)主控單元電路連線圖 12345678A B C D87654321DCBATitleNumberRevisionSizeA3Date:5Jun2007 Sheet of File:C:\Documents and Settings\老練\桌面\新建文件夾\設(shè)計(jì)部件圖\MyDesign.ddbDrawn By:12345678161514131211109RP21 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9R110KCP01CP14MR2Q03Q15Q26Q37U1A74LS390CP015CP112MR14Q013Q111Q210Q39U1B74LS3901A121A241A361A482A1112A2132A3152A4171Y1181Y2161Y3141Y4122Y192Y272Y352Y431G12G19U274LS240A02A13A24A35A46A57A68A79B018B117B216B315B414B513B612B711E19DIR1U1074LS245A1B2C3E14E25E36Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77U1274ALS138GNDGND+5VP1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST9P3.0（RXD）10P3.1（TXD）11P3.2(INT0)12P3.3(INT1)13P3.4(T0)14P3.5(T1)15P3.6(WR)16P3.7(RD)17XTAL218XTA