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1、1目录摘要-3一， 课题技术指标整体功能要求-3系统结构要求-3电气指标-4扩展指标-4设计条件-4二，整体方案设计算法设计-6整体方案-7整体方框图及原理-8三， 单元电路设计控制电路-12远端编号电路-13告警电路-14OLOCK 电路-14显示电路-15自动控制电路-15四，整体电路图- 16五， 测试与调整-16六 ，整体元件清单-172七 ， 课题完成情况-17八 ， 参考文献-18九 ， 设计小结-18十，附录-193课课 程程 设设 计计 报报 告告设计题目：设计题目：数字式电缆对线器数字式电缆对线器摘要：摘要：数字式电缆对线器在远端预设芯线编号，近端测量出对应的芯线并且以数字显
2、示出电缆芯线编号。可以检测到电缆芯线的短路或开路故障。可由人工单线接入测试，亦可自动测试。整个电路可划分成七个部分，分别为：远端编号器，近端接收电压，A/D 转换器，显示器，译码电路，控制电路及自动搜索电路，报警电路。Digital cable remote on-line device in the default wire number, proximal measure corresponding to the core wire and cable wire digital display numbers. Cable core can be detected a short circ
3、uit or open circuit failure. By artificial single access testing of the Automatic testing. The entire circuit can be divided into seven parts, namely: remote number control, proximal to receive voltage, A / D converter, display, decoding circuit, control circuit and automatically search circuit, the
4、 alarm circuit.关键字关键字：A/D 转换器 对线器 显示器 译码电路一一 课题技术指标课题技术指标11 整体功能要求整体功能要求数字式电缆对线器的主要功能有：1）可在远端预设芯线编号，近端测量出对应的芯线并且以数字显示出电缆芯线编号。2）可以检测到电缆芯线的短路或开路故障。43）可由人工单线接入测试，亦可自动测试。12 系统结构要求系统结构要求数字式电缆对线器的系统结构框图如图 1 所示。其中远端编号器用于给被测电缆处于远端的芯线编号，电缆对线器在电缆近端测出各芯线与远端的对应关系并以数字显示出近端各芯线的编号数码。远端编号器电缆对线器数字显示远端 近端数字式电缆对线器的系统结
5、构框图 113 电气指标电气指标131 对线器一次可接入的芯线数量：30 根。因实验器件限制，选取其中 8 路显示。分别为：0,3,5,10,15,20,25,31。132 芯线编号显示方法：2 位数码，编号为 18。133 显示及刷新时间：2s 刷新 1 次，显示数码时间不少于 1s。134 测试方法：远端编号器并接好芯线后不再操作，近端用人工方式逐一选择被测芯线。135 电缆故障报警：当发现某条芯线有短路或开路故障时，发出告警信号发光二极管亮。14 扩展指标扩展指标5芯线测试为 8 路自动测试。15 设计条件设计条件151 电源条件：直流稳压电源提供 5V 电压。152 被测电缆长度为 1
6、000m，芯线直径 0.4mm，直流电阻148/km 绝缘电阻 2000M/km。测试前有一根芯线远.近端均已明确，用其作为测试地线。153 可供选择的元器件范围如下表所示：型号 名称与功能 数量ADC0809 8 位 8 通道 A/D 转换器 1 片7485 4 位比较器 2 片74283 4 位二进制全加器 2 片7427 三输 3 或非门 1 片7430 8 输入与非门 1 片7400 四 2 二输入与非门 1 片7474 双 D 触发器 1 片4511 七段显示译码器 2片F555 定时器 1 片电阻： 51k 排阻 6.8k, 10k, 24k, 47k, 91k, 200k, 5.
7、6k, 100k电容：0.01F 电容 1 个 0.1F 电容 2 个 22.6F 电容 1 个 发光二极管：2 个6导线：若干剪刀：1 把镊子：1 只 面板：1 块二 整体方案设计a) 算法设计算法设计将整个电缆对线器电路分为七部分来实现，分别为远端编号器，近端接收电压，A/D 转换器，译码电路，显示器，控制电路，及扩展后的自动搜索电路及报警电路。远端编号器中输出的不同数值电压经过电缆传输，在近端接受，将这些电压通过 A/D 转换器进行量化，成为一组数量化的数字值，将这一系列数值通过译码器译码然后通过显示电路显示数值。译码前还需要经过校验电路将 5 位量化值的二进制码转换成 8421BCD
8、码，以便使用显示译码器和数码管完成数字显示。同时用控制电路对测量结果进行刷新。在短路与开路时通过逻辑电路和发光二极管实现告警功能。扩展后的电路可以给近端接收的一组数字值加上自动搜索电路。b) 整体方案整体方案221 方案一手动逐一选择被测芯线电路。远端编号器：用以算好阻值的电阻分 8 路接入，包括断路与短路两种告警情况。接在排阻上共同模拟电缆接入时0R7的电阻及各支路的电压情况。A/D 转换器：用 ADC0809 实现,将 8 路模拟电压信号接入ADC0809 的模拟接入端,选取输出数据中的 2-12-5五个通路接入译码器。显示器：4511 的译码结果接入 C239 数码管，通电源后显示所选择
9、电路编号。控制器：用 1 片 F555 加适当电阻电容构成延时电路，触发信号直接由 A/D 转换器的转换结束信号 EOC+START 提供。告警电路：1 片 7427，1 片 7400 及 1 个发光二极管实现，通过逻辑门电路实现短路时，断路时二极管发光。222 方案二8 路自动测试电路。其余电路组成同上，加入自动搜索电路。远端编号器： 用以算好阻值的电阻分 8 路接入，包括断路与短路两种告警情况。接在排阻上共同模拟电缆接入时0R的电阻及各支路的电压情况。A/D 转换器： 用 ADC0809 实现,将 8 路模拟电压信号接入ADC0809 的模拟接入端,选取输出数据中的 2-12-5五个通路接
10、入译码器。显示器： 4511 的译码结果接入 C239 数码管，通电源后显示所选择电路编号。8控制器： 用 1 片 F555 加适当电阻电容构成延时电路，触发信号直接由 A/D 转换器的转换结束信号EOC+START 提供。告警电路： 1 片 7427，1 片 7400 及 1 个发光二极管实现，通过逻辑门电路实现短路时，断路时二极管发光。修正电路： 由 2 片 7485,2 片 74283 实现。选取输出数据中的 2-12-5通过修正电路将二进制码转换成 8421BCD 码。自动搜索电路：由一片 74161 计数器实现。将 74161 电容有机连结构成 3 位二进制同步计数器（异步清零，模入）再接入电路中即可进行 8 路自动测试。23整体方框图及原理整体方框图及原理图 2电缆对线器的原理框图2.3.1 在图 2 中，先在远端把被测电缆芯线分别与远端编号器9中的 R1Rm 连接，并约定与连接的为 1 号线。依次类推，远端1R为 m 根芯线编号。若定义远端编号器中某一电阻为，在忽略电缆导线电阻的情xR况下，在近端可测得，为：xV0x xs xRVVRR由于 R1Rm 均为事先选定的，所以，当近端的开关 k 位于不同位置时，都可事先算出 m 个值，这项值经 A/D 转换成为一组数xVxV量化的数字值。可事先将这 m
