基于數字傾角(角度)傳感器的線(xiàn)路道岔電子檢測尺設計
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RS232電平轉換電路
MAX232是單電源雙RS232發(fā)送/接受芯片，采用單一+5V電源供電，只需外接4個(gè)電容，便可構成標準的RS232通信接口。單片機和計算機、數字傾角(角度)傳感器接口電路如圖7所示。圖中的C3、C4、C5、C6是電荷泵升壓及電壓反轉部分電路，產(chǎn)生V+、V-電源供EIA電平轉換使用，C7 是VCC對地去藕電容，其值均為0.1μF。電容C3~C7安裝時(shí)必須盡量靠近MAX232芯片引腳，以提高抗干擾能力。
液晶顯示電路
JM19264A是具有192*64點(diǎn)陣的圖形點(diǎn)陣液晶模塊，它與單片機聯(lián)接構成功能強、結構簡(jiǎn)單、人機對話(huà)界面豐富的應用系統。本儀器中，單片機采用直接訪(fǎng)問(wèn)式接口電路與液晶顯示電路進(jìn)行控制。
液晶屏顯示內容及鍵盤(pán)布局
線(xiàn)路道岔電子檢測尺外部由JM19264A液晶顯示屏、RS232接口和４＊４的鍵盤(pán)構成，右端是可旋轉移動(dòng)的軸，通過(guò)軸的移動(dòng)產(chǎn)生位移信號輸入單片機，單片機每隔0.5s刷新一次液晶顯示屏數據。H后的"＋"號代表左端高，"－"號表示左端低。L后的"＋"表示比標準值大，"－"表示比標準值小。液晶屏顯示及鍵盤(pán)布局見(jiàn)圖8。
在使用線(xiàn)路道岔電子檢測尺進(jìn)行測量時(shí)，線(xiàn)路道岔電子檢測尺的左端緊挨著(zhù)鋼軌的一側，另一端用螺旋器移動(dòng)中心軸使之接觸鋼軌另一側，按下鍵盤(pán)上的確認鍵后，該系統便會(huì )很精確地將需要的數據測量出來(lái)。測量完成后按下保存鍵便可保存該點(diǎn)的數據。通過(guò)RS232與PC機連接后可獲取所測量點(diǎn)的所有信息。
抗震動(dòng)、防沖擊的結構設計
由于線(xiàn)路道岔電子檢測尺輕巧便攜，因此也很容易產(chǎn)生碰撞、跌落。為了讓系統可靠地工作，應避免震動(dòng)、沖擊直接作用到傳感元件上，因此在設計結構上采取了金屬盒裝的結構。將控制裝置緊固安裝在金屬盒內，僅留外部接口、液晶顯示屏和鍵盤(pán)在金屬盒外，避免內部元件直接受外部沖擊、碰撞，提高了器件抗沖擊能力。
系統的編程
采用Silicon Laboratories IDE集成編輯、編譯、仿真、下載軟件包，用C語(yǔ)言進(jìn)行軟件編寫(xiě)。系統通電后，首先要對單片機進(jìn)行初始化，包括單片機的I/O端口和交叉開(kāi)關(guān)、定時(shí)器的初始化、兩個(gè)串行通訊口的初始化，液晶顯示器的初試化等。整個(gè)程序由器件初始化程序、液晶顯示器的初試化程序、串行口中斷程序、外部中斷0處理程序、顯示程序、鍵盤(pán)掃描處理程序、軌距和水平計算程序程序、萬(wàn)年歷時(shí)鐘芯片DS1302讀寫(xiě)程序、EEPROM AT24C512讀寫(xiě)程序等組成。
部分源代碼程序如下：
位移測量傳感器過(guò)零信號中斷入口程序
void Init0_ISR() interrupt 0 // 外部中斷0，邊沿觸發(fā)
{
uchar distance_flag; //位移測量傳感器運動(dòng)方向標志保存字
SFRPAGE=0x01;
TMR3H=0; //過(guò)零點(diǎn),復位計數器為零.
TMR3L=0;
P05=1;
distance_flag=P0;
distance_flag=distance_flag0x20; //位移測量傳感器B信號腳
if(distance_flag==0)
{
distance_positive_flag=0;//位移測量傳感器運動(dòng)方向標志位為0表示負方向運動(dòng)
}
else
{
distance_positive_flag=1; //位移測量傳感器運動(dòng)方向標志位為1表示正方向運動(dòng)
}
}
向數字傾角(角度)傳感器發(fā)送命令子程序
void sendserial(unsigned char *senddata,unsigned char len2)
{
uchar i;
ES0=0; //禁止中斷 for(i=0;ilen2;i++)
{
SFRPAGE=0x00;
SBUF0=*(senddata+i); //將數據送出
while(TI0==0); //發(fā)送標志位是否產(chǎn)生
TI0=0;
}
ES0=1; //允許中斷
}
結語(yǔ)
線(xiàn)路道岔電子檢測尺從方案的調研、論證和選取及電路的設計、軟件的控制等各個(gè)環(huán)節，都充分考慮外界環(huán)境的各種可能的情況，對鋼軌軌距、水平度實(shí)現了高精確數字化測量，可以起到提前排除因軌道變化引起的行車(chē)安全隱患。該裝置的準確性和高速測量提高了鐵路的安全性，并降低了員工的勞動(dòng)強度。
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