方辉 秦基福 姚德振

摘 要：本文基于电力技术与工业技术的发展，依据工程现场的实际情况，详细介绍并设计了基于单片机STC 89C52小系统发送与检验信号确定多芯电缆缆芯的校线器；详细介绍了校线器工作原理。本设计满足校线器基本功能。

关键词：多线校线器；单片机；基准端；校准端；数码显示

随着电力技术的发展，工业生产对电力设备的依赖越来越密切；智能设备投入工业生产提高了生产效率，加快了经济发展速率，但是，智能设备的控制系统越来越复杂与精密，控制电缆也从一芯渐渐向多芯转变；就目前使用电缆而言，虽然很多的多芯电缆电缆芯上多有数字标号或者颜色标识，但是使用过程中标号很容易抹掉或者颜色难以辨别，而且一般电缆的外表皮很坚硬，不容易剥开，这样就很难将电缆两端的电缆芯一一对应起来。鉴于以上情况，本文提出以下多芯电缆校线器设计方案，并对其原理做详细介绍。

一、基本方案设计

本设计分为两个不同的设计部分，第一部分基准端设计，主要硬件设备包括：STC 89C52单片机芯片一片，数码管四个，基本通断小开关5个，12M晶振1个，电容33P两个、8脚排针16只（导线是排线时使用），外部引5V直流电源，PCB电路板一块，电烙铁，导线，排线若干等。基本设计原理图如下图1：

第二部分校验端设计，主要硬件设备包括：STC 89C52单片机芯片一片，数码管四个，基本通断小开关5个，12M晶振1个，电容33P两个、8脚排针16只（导线是排线时使用），外部引5V直流电源，PCB电路板一块，电烙铁，导线，排线若干等。基本设计原理图如下图2：

对于基准端设计，单片机P1口前五个I/0端口，分别设计为系统启动开关，1芯线缆校线选择开关、2芯线缆校线选择开关、3芯线缆校线选择开关、4芯线缆校线选择开关；单片机P3口前四个端口P3～0-P3～3分别作为HC573SJ八位数据透明锁存器的片选信号控制端口，单片机P2口八位作为数码管的显示信号命令端口接在四个HC573SJ透明锁存器的八个输入端口，四个HC573SJ透明锁存器的输出端口分别接四个七段数码管，每一个数码管对应P0端口的前四个端口中的一个，作为从该端口引出的校验线芯的基准值。

单片机工作时，根据线芯选择开关的不同。单片机为P0口发送连续不同的命令。发送的命令由编写程序确定，数码管显示可根据HC573SJ透明锁存器的片选信号的高低电位来改变数值，当片选信号为高电平时，单片机发送的命令可无阻碍传给数码管，当片选信号为低电平时，透明锁存器保持原来值不变，即数码管保持原值不变，这样单片机相同的端口可通过控制片选信号控制不同数码管的显示。本设计发送命令及校验线接法如下表1所示：

对于校准端设计，单片机P1口前五个I/0端口，分别接系统启动开关，1芯线缆校线选择开关、2芯线缆校线选择开关、3芯线缆校线选择开关、4芯线缆校线选择开关；单片机P0口前四个端口P0.0-P0.3分别作为HC573SJ八位数据透明锁存器的片选信号控制端口，单片机P2端口八位作为数码管的显示信号命令端口接在四个HC573SJ透明锁存器的八个输入端口，四个HC573SJ透明锁存器的输出端口分别接四个七段数码管，每一个数码管依次对应P3端口的前四个端口中的一个，作为从该端口引出的校验线芯的基准值。

单片机工作时，根据线芯选择开关的不同。单片机接收P3输入的信号，再由单片机内部系统对信号进行分析，为每个校验端口对应的数码管赋值，通过数码显示的值，可以确定线芯。本设计接收的信号（校验码除外）、数码管显示及校验线接法如下表2所示：

由以上表二可以看出，校准端数码管显示因接线的位置不同会有不同的显示，根据数学里的排列组合，当四线检测时，数码管显示会有A44♂=4*3*2*1=24种显示方式，因此对于4线检测，表二只是显示的一部分，编写控制程序时因全部考虑。基准端发送命令时，首先发送校验码，在这设计校验码如下：一线制时，校验码为P3=0X01，也就是一直发送高电平，只做检验电缆芯是否折断；二线制时，发送校验码P3=0X03，校验端校验时，当检测到P0=0X03时检测系统开始对线芯检测处理；三线制时，发送校验码P3=0X07，校验端校验时，当检测到P0=0X07时检测系统开始对线芯检测处理；四线制时，发送校验码P3=0X0F，校验端校验时，当检测到P0=0X0F时检测系统开始对线芯检测处理。检测的结果分析时，只需要看电缆两端数码管显示一致，就是同一根电缆芯。

二、设计方案需要注意的问题

（1）利用检测装置校线时必须按照设计时默认的接线方式接基准端与校准端的线。

（2）单片机芯片型号及晶振选择时，基准端与校准端保持一致。

（3）如果校准端数码管不显示，将待测电缆芯分成几份，利用基数少的测试档检验是否有断开的缆芯。

（4）本设计核心是程序，写程序必须考虑所有可能发生的因素，必须保证程序的正确性。

三、结语

本设计基于STC 89C52单片机设计多芯电缆校验器，是一种小型、简单、高效、方便的测试仪，能够大量运用于电力工程设计。

参考文献：

[1]谭浩强.C程序设计（第二版）.北京：清华大学出版社，1999.

[2]Herbert Schildt.戴健鹏译.C语言大全（第二版）.北京：电子工业出版社，1994.

[3]张俊翔，赵玲峰.基于单片机最小系统设计的单片机实训课程改革案例.教育现代化（电子版），2017：09.

[4]马江涛.单片机温度控制系统的设计及实现[J].计算机测量与控制，2004，（12）：1219-1229.

作者簡介：方辉（1990-），男，汉族，河南南阳人，本科，助理工程师，研究方向：电力系统。