MAX232是单电源双RS232发送/接受芯片,采用单一+5V电源供电,只需外接4个电容,便可构成标准的RS232通信接口。单片机和计算机、数字倾角(角度)传感器接口电路如图7所示。图中的C3、C4、C5、C6是电荷泵升压及电压反转部分电路,产生V+、V-电源供EIA电平转换使用,C7是VCC对地去藕电容,其值均为0.1μF。电容C3~C7安装时必须尽量靠近MAX232芯片引脚,以提高抗干扰能力。
液晶显示电路
JM19264A是具有192*64点阵的图形点阵液晶模块,它与单片机联接构成功能强、结构简单、人机对话界面丰富的应用系统。本仪器中,单片机采用直接访问式接口电路与液晶显示电路进行控制。
液晶屏显示内容及键盘布局
线路道岔电子检测尺外部由JM19264A液晶显示屏、RS232接口和4*4的键盘构成,右端是可旋转移动的轴,通过轴的移动产生位移信号输入单片机,单片机每隔0.5s刷新一次液晶显示屏数据。H后的"+"号代表左端高,"-"号表示左端低。L后的"+"表示比标准值大,"-"表示比标准值小。液晶屏显示及键盘布局见图8。
线路道岔电子检测尺的使用
在使用线路道岔电子检测尺进行测量时,线路道岔电子检测尺的左端紧挨着钢轨的一侧,另一端用螺旋器移动中心轴使之接触钢轨另一侧,按下键盘上的确认键后,该系统便会很精确地将需要的数据测量出来。测量完成后按下保存键便可保存该点的数据。通过RS232与PC机连接后可获取所测量点的所有信息。
抗震动、防冲击的结构设计
由于线路道岔电子检测尺轻巧便携,因此也很容易产生碰撞、跌落。为了让系统可靠地工作,应避免震动、冲击直接作用到传感元件上,因此在设计结构上采取了金属盒装的结构。将控制装置紧固安装在金属盒内,仅留外部接口、液晶显示屏和键盘在金属盒外,避免内部元件直接受外部冲击、碰撞,提高了器件抗冲击能力。
系统的编程
采用Silicon Laboratories IDE集成编辑、编译、仿真、下载软件包,用C语言进行软件编写。系统通电后,首先要对单片机进行初始化,包括单片机的I/O端口和交叉开关、定时器的初始化、两个串行通讯口的初始化,液晶显示器的初试化等。整个程序由器件初始化程序、液晶显示器的初试化程序、串行口中断程序、外部中断0处理程序、显示程序、键盘扫描处理程序、轨距和水平计算程序程序、万年历时钟芯片DS1302读写程序、EEPROM AT24C512读写程序等组成。
部分源代码程序如下:
位移测量传感器过零信号中断入口程序
void Init0_ISR() interrupt 0 // 外部中断0,边沿触发
{
uchar distance_flag; //位移测量传感器运动方向标志保存字
SFRPAGE=0x01;
TMR3H=0; //过零点,复位计数器为零.
TMR3L=0;
P05=1;
distance_flag=P0;
distance_flag=distance_flag&0x20; //位移测量传感器B信号脚
if(distance_flag==0)
{
distance_positive_flag=0;//位移测量传感器运动方向标志位为0表示负方向运动
}
else
{
distance_positive_flag=1; //位移测量传感器运动方向标志位为1表示正方向运动
}
}
向数字倾角(角度)传感器发送命令子程序
void sendserial(unsigned char *senddata,unsigned char len2)
{
uchar i;
ES0=0; //禁止中断 for(i=0;i{
SFRPAGE=0x00;
SBUF0=*(senddata+i); //将数据送出
while(TI0==0); //发送标志位是否产生
TI0=0;
}
ES0=1; //允许中断
}
结语
线路道岔电子检测尺从方案的调研、论证和选取及电路的设计、软件的控制等各个环节,都充分考虑外界环境的各种可能的情况,对钢轨轨距、水平度实现了高精确数字化测量,可以起到提前排除因轨道变化引起的行车安全隐患。该装置的准确性和高速测量提高了铁路的安全性,并降低了员工的劳动强度。