梁宇鹏　刘源晶

摘 要：针对变电站内10kV DSA继电保护装置的液晶面板易老化、更换成本高的问题，本文研制了一种基于STM32的变电站保护装置液晶面板测试调试仪。该液晶面板测试调试仪能有效定位被测液晶面板上的坏损元件，从而使得修复液晶面板变得简单可行，这将为面板插件的维护方式提供新的思路。

关键词：液晶面板；测试调试装置；STM32

中图分类号：TM464 文献标识码：A

0.引言

变电站内继电保护装置的液晶面板是实现人机交互的重要组成部分，然而由于频繁使用，极易出现按键失灵、指示灯坏损、蜂鸣器老化，液晶屏花屏、黑屏等诸多问题，且只要存在其中一种缺陷，就需将液晶面板整块更换，维护成本极高；当面对产品停产，备品缺失的情况，更是难以解决，严重妨碍了继保、运行人员的维护工作，危及电网安全。针对上述问题，本文提出一种基于STM32芯片开发的液晶面板测试调试装置，该装置能有效地检测出变电站DSA系列保护测控装置液晶面板的故障元件，指导维护人员修复液晶面板。该装置还能承担液晶面板再次投产的试运工作，以确保液晶面板投入后能正常运行。研制变电站液晶面板测试调试装置，将能为面板插件的维护方式提供新思路。

1.设计要求

液晶面板基本是由液晶显示模块、指示灯模块、按键模块、蜂鸣器电路以及负责使能这几个模块的可编程逻辑芯片。开发液晶面板测试调试装置的目的，就是检测这几个模块以及可编程逻辑芯片的功能是否正常。由于可编程逻辑芯片总控着所有模块，所以必须先对逻辑芯片进行测试。液晶面板测试调试装置能实现逻辑芯片功能的单独测试，并能显示测试结果。确认逻辑芯片功能正常后，应能同时实现其他模块功能的实时测试，其中液晶显示模块的测试包括坏点测试和正常显示功能测试；指示灯模块能实现流水灯测试；按键模块能实现仿真运行测试；蜂鸣器电路能实现按键触发测试。

2.硬件设计

如图1所示，是液晶面板测试调试装置的硬件框图，框图中包括电源模块、可编程逻辑芯片的测试回路、液晶显示模块，LED显示模块、数码管显示模块，以及向被测芯片发送和接收信息的接口模块。该项目采用STM32芯片作为主控制器，其最高工作频率可高达72MH，完全满足实时性要求，其拥有丰富的外设和多达80个快速IO口，满足本次设计对IO口的数量需求。

电源模块共输出3路电压，+5V、+3.3V及-12V，分别为锁存器，主芯片电路及液晶模块负压提供电压。对面板上的可编程逻辑芯片进行单独测试时，应该屏蔽其他测试功能。由STM32芯片向逻辑芯片发送所有可能的指令集，再通过锁存器把芯片的输出结果反馈回主芯片，通过程序对比，显示测试结果。

由于可编程逻辑芯片总控着所有模块，所以必须先对逻辑芯片进行测试。通过测试仪向逻辑芯片发送其输入端的所有指令集，并检测每种输入对应输出结果的正误，确认所有结果准确无误后才进行其他模块的测试。

通过向面板和测试调试装置发送相同的显示数据，完成液晶模块的坏点测试和正常显示测试。按键模块的测试是通过实时定位采集按键次数，并通过数码管显示按键编号和按键次数，若显示结果与实际相符，则通过测试，反之，则考虑更换元件。蜂鸣器回路的测试是通过测试调试仪上的制定按键进行触发的，触发后，蜂鸣器反应正确则认为元件完好，否则考虑更换回路中的元件。上述各模块功能的实现可同时进行，实时性非常强。

3.程序设计

如图2所示，为该项目程序流程图。在中断子程序的流程图中，中断1用于面板指示灯和液晶显示屏的测试；中断2用于驱动数码管显示按键编号和位置，或者显示芯片测试结果；中断3用于驱动显示屏显示芯片测试结果，并实现结果可翻屏观察。如图3所示，是液晶面板测试调试装置的实物图，其中，按键1用于触发蜂鸣器，功能拨键1用于功能选择，若拨下，则选择单独测试芯片，否则，则进行面板其他模块的测试。如图4、图5所示为仪器对芯片进行单独测试的结果，其中图4为芯片完好时的测试结果，图5为芯片受损时的测试结果

图6所示为液晶面板其他模块功能的测试实况图，图中同时进行了液晶显示模块，流水灯测试以及按键模块的测试，此时按下K5键1次，同时，可随时测试蜂鸣器功能。

结语

综上所述，液晶面板测试调试装置可以实现面板上几乎所有元件的测试，为变电站维护人员的维护提供了重要依据，并且测试简单可行，可以脱离保护装置，避免测试过程中对运行设备和人身造成其他损害，是解决面板插件备品停产，备品缺失等紧急情况的优良设备。

参考文献

[1] STM32F103xCDE数据手册[Z].意法半导体，2009.