1、简易照明线路探测仪摘要：本探测仪是以 STC89C52 单片机为控制核心，加以感应式电场传感器、红外传感器和显示电路以及其他电路构成。系统由感应式电场传感器检测通电电缆是否存在电场，红外传感器用来检测方格的数量，同时采用 24c02 储存通电方格坐标，并通过 12864 液晶显示通电电缆对应的方格。同时本系统用蓝马语音芯片进行语音播报，以提示当前状态。中图分类号： J914 文献标识码： A 一、系统设计 1.1 设计目标：设计并制作具有显示器的简易照明线路探测仪，能在厚度为 5mm 的五合板正面探测出背面 2 根照明电缆的位置，电缆的布线如图 1 所示。 1.2 方案设计： 1、控制模块：选
2、用 STC 生产的 STC89C52RC 单片机，它完全兼容ATMEL 公司的 51 单片机，除此之外它自身还有很多特点，如：低功耗、高速、强抗静电、强抗干扰等。 2、计数模块：采用红外反射传感器。利用红外线反射的原理，根据反射的强度来判断有无黑线。由于使用的是红外线，所以抗干扰能力很强。工作稳定，性能可靠。可以用手动调节测量范围。当接通电源后便可工作，传感器接收到反射回来的红外线达到一定程度后，传感器内部通过三极管放大作用，输出低电平，可以利用 CPU 判断后，执行相应的程序。 3、电缆探测模块：采用感应式电场传感器，用于检测通电导线产生的电场力。 4、显示模块：采用 LCD 液晶显示器。L
3、CD 有明显的有点：工作电流比 LED 小几个数量级，故其功耗很低；字迹清晰、美观、使人舒服；寿命长，使用方便。 5、语音模块：采用 LMD107 语音模块，它是基于 YS07 型语音模块的升级改版模块。主要控制放音方式有两种：通过 7 组触点控制、485 串行总线控制。 系统具体设计与实现 1、单片机控制系统：通过对各模块的输出进行检测，做出相应的判断，使探测仪按要求检测电缆。最小系统电路图如下。 2、计数模块：为了检测木板上的方格黑线，我们利用反射式红外传感器。为了减少环境干扰，赠加信噪比，采用脉冲调制的发射与接收电路。在没有探测到黑线时，探头输出始终保持高电平。当检测到黑线时，输出立刻由
4、高跳变到低。在没有探测到黑线时，探头输出始终保持高电平。当检测到黑线时，输出立刻由高跳变到低。将信号输送给单片机进行分析处理。原理如图。 3、电缆探测模块：该模块根据电场感应的原理，由 74hc14d 六位反向施密特触发器 IC1-1 及周围元件组成一个高输入阻抗、高增益的电压放大器。探针接收到微弱电场信号后，经该放大器放大输出，并通过反相器 IC1-2 整形去控制后级电路。反相器 IC1-5、IC1-6、电阻 R5、R6 及电容 C2 组成多谐振荡器，其工作受控于反相器 IC1-3 的工作状态。探针检测到信号时，IC1-3 输出高电平，二极管 VDI 截止，振荡器工作，推动压电陶瓷片 HTD
5、 发声。同时反相器 IC1-4 输出高电平，三极管 VTI 导通，红色发光二极管 LED2 点亮，表示被测导线带电。 4、语音指示模块：本模块具有语音功能，再启动探测仪时进行语音播报。 5、按键模块:采用独立键盘，利用单片机对按键的扫描检测，完成数据存储，读取，选择工作模式。 6、显示模块：该显示由单片机控制，显示电缆所在方格、照明灯的类型及测试所用的时间。该模块使用的是 LCD12864。12864 带中文字库的 128X64 是一种具有 4 位/8 位并行、2 线或 3 线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作
6、指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示 84 行 1616 点 阵的汉字。 也可完成图形显示。低电压低功耗是其又一显著特点。显示模块电路如下图。 7、数据存储:当探测到电缆所在的方格按下按键数进行储存。该模块采用的是 24c02。24c02 内部有 IIC 总线接口的 EEPROM。采用它可解决掉电数据保存问题，可对所存数据保存 100 年，并可以擦写 10 万次以上。储存量为 2Kb，内部分为 32 页，每页 8B，共 256B，操作是采用两种方式寻址：芯片寻址和片内寻址。才做方便，且硬件结构简单。电路图如下。三、结束语 本设计以 STC89C52 为核心部件，利用电场感应检测技术。并配合一套别出心裁的软件设计实现了探测照明线路，最终使控制系统完成竞赛题目中要求的各项任务。在系统设计过程中，力求硬件线路简单，充分发挥软件编程方便灵活的特点，来满足系统设计的要求。 参考文献 1 李正军。计算机控制系统。北京：机械工业出版社，2005 2 罗亚非等。凌阳 16 位单片机应用基础。北京：北京航空航天大学出版社，2003 3 童诗白，华成英。模拟电子技术基础。北京：高等教育出版社，2003 4 阎石。数字电子技术基础。北京：高等教育出版社，1983 5 高峰编。单片微型计算机原理与接口技术。北京：科学出版社，2003
