基于單片機(jī)的非接觸式照明線路定位儀器設(shè)計(jì)

隨著人們生活水平的提高，室內(nèi)裝修中對照明線路暗線埋設(shè)的情況應(yīng)用越來越普遍，對預(yù)埋線路進(jìn)行準(zhǔn)確定位是后期裝修規(guī)劃和施工建設(shè)前提。同時(shí)，工業(yè)生產(chǎn)的電氣防火檢測過程中.也需要利用線路定位儀器對隱蔽工程的線路走向，開路短路位置，空開和負(fù)載的對應(yīng)位置等進(jìn)行檢測。通過將探測器芯片或模塊與其他系統(tǒng)進(jìn)行組合集成，可以構(gòu)成實(shí)用的測量儀器。

1 系統(tǒng)構(gòu)成

系統(tǒng)主要由主控模塊、電源模塊、顯示模塊、電磁探測模塊等組成。主控模塊是由STC89C516單片機(jī)為控制核心，具有高速可靠、低功耗低價(jià)位、抗靜電抗干擾的特點(diǎn)。電源模塊采用LM2596做電源模塊，LM2596屬于開關(guān)型，功耗小，具有線性和負(fù)載調(diào)節(jié)，可以輸出小于37 V的各種電壓。顯示模塊使用LCD12864液晶顯示。具有質(zhì)量輕，耗電量低，選用串行輸入時(shí)可減少單片機(jī)IO口等優(yōu)勢，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置8192個(gè)中文漢字(16x16點(diǎn)陣)、128個(gè)字符(8X16點(diǎn)陣)及64X256點(diǎn)陣顯示RAM(GDRAM)。照明線路電磁探測模塊使用LM74HC146路施密特觸發(fā)器件，內(nèi)含6個(gè)獨(dú)立的觸發(fā)倒相器，在正邏輯中它們執(zhí)行波形整形和倒相功能，探測模塊的測試探針能夠感到微弱的電磁場信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)電壓放大器放大整形后，控制多諧振蕩器和LED指示電路，針對照明線路進(jìn)行測試效果明顯。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 總體框圖

系統(tǒng)由主控模塊、電源模塊、顯示模塊、電磁探測模塊等組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

2.2 電路構(gòu)成

2.2.1 電源模塊

電源由開關(guān)穩(wěn)壓電源提供220 V電壓，12 V電壓接2596穩(wěn)壓模塊，為所有模塊供電。

2.2.2 電磁探測模塊

利用電流流動(dòng)產(chǎn)生電磁場的原理，隨時(shí)間變化的電場產(chǎn)生磁場，隨時(shí)間變化的磁場產(chǎn)生電場，兩者互為因果，形成電磁場。電磁場可由變速運(yùn)動(dòng)的帶電粒子引起，也可由強(qiáng)弱變化的電流引起。當(dāng)待測線路中沒有電流流動(dòng)時(shí)電磁場十分微弱，不足以產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào);當(dāng)有電流流過時(shí)將產(chǎn)生比較明顯的電磁場。當(dāng)探頭感應(yīng)到電磁場時(shí).通過LM74HC146路施密特觸發(fā)器件，內(nèi)含6個(gè)獨(dú)立的觸發(fā)倒相器，在正邏輯中它們執(zhí)行波形整形和倒相功能。在A環(huán)中形成自激震蕩頻率為50 Hz，然后在B環(huán)中形成第二個(gè)震蕩電路，當(dāng)有感應(yīng)時(shí)形成自激震蕩給三極管基級一個(gè)信號(hào)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器示意。

2.2.3 主控模塊

主控模塊利用STC89C516單片機(jī)設(shè)計(jì)程序?qū)崿F(xiàn)以下功能：為了精確定位線路走向，可將指定待測區(qū)域劃定7×7的經(jīng)緯方格，打開開關(guān)給單片機(jī)上電.按下按鈕1開啟探測模塊進(jìn)行探測，當(dāng)完成一個(gè)方格區(qū)域的時(shí)候按下按鈕2實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器加一，當(dāng)探頭探到帶電電纜時(shí)發(fā)出響聲，給單片機(jī)一個(gè)中斷，單片機(jī)把方格編號(hào)儲(chǔ)存在數(shù)組當(dāng)中，直到測量完成全部方格之后，再按按鈕3回放所有檢測到線路的方格編號(hào)。依據(jù)方格編號(hào)準(zhǔn)確的畫出照明線路的走向。

主程序流程圖如圖5所示，顯示模塊如圖7所示。

2.2.4 源程序代碼

本文的源程序代碼如下：

3 結(jié)束語

采用現(xiàn)代電磁學(xué)理論以及單片機(jī)為代表的微機(jī)控制技術(shù)設(shè)計(jì)非接觸式照明線路定位儀器，能夠?qū)︻A(yù)埋線路進(jìn)行準(zhǔn)確定位，同時(shí)在工業(yè)生產(chǎn)的電氣防火檢測過程中，也可以利用線路定位儀器對隱蔽工程的線路走向，開路短路位置，空開和負(fù)載的對應(yīng)位置等進(jìn)行檢測。設(shè)計(jì)過程中考慮可能存在的各種干擾因素，采用了軟硬件結(jié)合的抗干擾技術(shù)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。最后對系統(tǒng)進(jìn)行了模擬性能測試，測試結(jié)果表明系統(tǒng)性能良好。