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。LCD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、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4 行16×16 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