基于數(shù)字傾角(角度)傳感器的線路道岔電子檢測尺設計

　　RS232電平轉(zhuǎn)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個電容，便可構(gòu)成標準的RS232通信接口。單片機和計算機、數(shù)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(zhuǎn)部分電路，產(chǎn)生V+、V-電源供EIA電平轉(zhuǎn)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點陣的圖形點陣液晶模塊，它與單片機聯(lián)接構(gòu)成功能強、結(jié)構(gòu)簡單、人機對話界面豐富的應用系統(tǒng)。本儀器中，單片機采用直接訪問式接口電路與液晶顯示電路進行控制。

　　液晶屏顯示內(nèi)容及鍵盤布局

　　線路道岔電子檢測尺外部由JM19264A液晶顯示屏、RS232接口和４＊４的鍵盤構(gòu)成，右端是可旋轉(zhuǎn)移動的軸，通過軸的移動產(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(shù)據(jù)。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。液晶屏顯示及鍵盤布局見圖8。

　　線路道岔電子檢測尺的使用

　　在使用線路道岔電子檢測尺進行測量時，線路道岔電子檢測尺的左端緊挨著鋼軌的一側(cè)，另一端用螺旋器移動中心軸使之接觸鋼軌另一側(cè)，按下鍵盤上的確認鍵后，該系統(tǒng)便會很精確地將需要的數(shù)據(jù)測量出來。測量完成后按下保存鍵便可保存該點的數(shù)據(jù)。通過RS232與PC機連接后可獲取所測量點的所有信息。

　　抗震動、防沖擊的結(jié)構(gòu)設計

　　由于線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(tǒng)可靠地工作，應避免震動、沖擊直接作用到傳感元件上，因此在設計結(jié)構(gòu)上采取了金屬盒裝的結(jié)構(gòu)。將控制裝置緊固安裝在金屬盒內(nèi)，僅留外部接口、液晶顯示屏和鍵盤在金屬盒外，避免內(nèi)部元件直接受外部沖擊、碰撞，提高了器件抗沖擊能力。

　　系統(tǒng)的編程

　　采用Silicon Laboratories IDE集成編輯、編譯、仿真、下載軟件包，用C語言進行軟件編寫。系統(tǒng)通電后，首先要對單片機進行初始化，包括單片機的I/O端口和交叉開關、定時器的初始化、兩個串行通訊口的初始化，液晶顯示器的初試化等。整個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、鍵盤掃描處理程序、軌距和水平計算程序程序、萬年歷時鐘芯片DS1302讀寫程序、EEPROM AT24C512讀寫程序等組成。

　　部分源代碼程序如下：

　　位移測量傳感器過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方向標志保存字
SFRPAGE=0x01;
TMR3H=0; //過零點,復位計數(shù)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方向標志位為0表示負方向運動
}
else
{
distance_positive_flag=1; //位移測量傳感器運動方向標志位為1表示正方向運動
}
}
向數(shù)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(shù)據(jù)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(jié)語

　　線路道岔電子檢測尺從方案的調(diào)研、論證和選取及電路的設計、軟件的控制等各個環(huán)節(jié)，都充分考慮外界環(huán)境的各種可能的情況，對鋼軌軌距、水平度實現(xiàn)了高精確數(shù)字化測量，可以起到提前排除因軌道變化引起的行車安全隱患。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強度。