電纜測試箱的設(shè)計(jì)

摘要：電纜測試箱利用單片機(jī)控制，外加數(shù)碼語音芯片及發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)了對(duì)多種專用電纜的測試，對(duì)有問題電纜給出語音提示，并通過發(fā)光二極管指出電纜中是哪一根芯線有問題。利用聲、光的形式直觀地對(duì)電纜進(jìn)行判斷，幫助維修人員快速確定電纜的故障部位，及大地縮短了電纜的維修時(shí)間。
關(guān)鍵詞：單片機(jī)；數(shù)碼語音芯片；電纜測試

0 引言
    某大型軍工產(chǎn)品已裝備部隊(duì)多年，在部隊(duì)的日常訓(xùn)練中，要經(jīng)常把產(chǎn)品展開，訓(xùn)練完成后要撤收，每次展開撤收都要對(duì)電纜進(jìn)行插拔操作，這樣日積月累，產(chǎn)品中使用的電纜都有不同程度的損壞，影響了產(chǎn)品的日常訓(xùn)練。以前電纜的維修程序是，首先要判斷電纜的好壞，一種方法是先找到相應(yīng)的電纜圖，對(duì)照?qǐng)D紙用三用表測電纜一端的每根針和另一端相關(guān)的針有無斷路或短路的現(xiàn)象；另一種方法是換一個(gè)同樣的電纜進(jìn)行對(duì)比測試，這種方法有個(gè)局限就是產(chǎn)品中至少要有兩根同樣的電纜，并且確定電纜有問題以后還得對(duì)照?qǐng)D紙用三用表檢測是哪根針出現(xiàn)問題，對(duì)于芯數(shù)較多的電纜，以上方法要花費(fèi)較長的時(shí)間，影響產(chǎn)品的維修性。
    為了提高部隊(duì)對(duì)電纜的檢測及維修速度，特研制本電纜測試箱，能讓維修人員快速定位電纜是否有故障，若有故障，可將故障定位到是哪根針有問題，協(xié)助維修人員快速修復(fù)電纜。

1 硬件設(shè)計(jì)
1．1 組成
    電纜測試箱可對(duì)系統(tǒng)中使用的各電纜(11種)進(jìn)行檢測。電纜測試箱由20個(gè)航空插座、電源模塊、控制電路板、發(fā)光指示燈、喇叭等組成，各電纜對(duì)應(yīng)的信號(hào)定義絲網(wǎng)漏印于電纜測試箱面板上，便于識(shí)別。外形布局如圖l所示，可測試電纜如下：
    (1)油機(jī)一加固UPS；
    (2)加固UPS-交直流電源；
    (3)前端機(jī)一交直流電源；
    (4)數(shù)傳機(jī)一交直流電源；
    (5)前端機(jī)一鍵盤顯示器；
    (6)前端機(jī)一數(shù)傳機(jī)；
    (7)當(dāng)量探頭-前端機(jī)；
    (8)測角探頭一前端機(jī)；
    (9)測角探頭一預(yù)處理器；
    (10)預(yù)處理器一前端機(jī)；
    (11)數(shù)傳機(jī)一天線Q9頭；
    以上11根電纜分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)航空插頭，測試時(shí)按名牌指示插入對(duì)應(yīng)插頭后，打開電源開關(guān)，即可自動(dòng)完成測試。

1．2 電纜測試箱工作原理簡介
    電纜測試箱的功能主要由控制電路板完成，控制電路板的原理框圖如圖2所示，主要由單片機(jī)89C51、24路數(shù)據(jù)輸出接口、24路數(shù)據(jù)輸入接口、顯示處理部分、語音處理部分五部分組成。24路數(shù)據(jù)輸入接口用于讀入電纜一端的數(shù)據(jù)，由3片74HCl245組成；24路數(shù)據(jù)輸出接口用于給電纜的一端寫數(shù)據(jù)，由3片74HCT377組成；語音處理部分由數(shù)碼語音芯片ISD2560、74HCT373、喇叭以及一些外圍元器件組成；顯示處理部分由3片74HCT377、24個(gè)發(fā)光二極管以及一些外圍元器件組成。

    工作時(shí)，將被測

1．3．2 操作模式
    ISD2560內(nèi)置了若干操作模式，可用最少的外圍器件實(shí)現(xiàn)最多的功能。操作模式也由地址端控制；當(dāng)最高兩位都為l時(shí)，其它地址端置高就選擇某個(gè)(或某幾個(gè))模式。操作模式可由微控制器也可由硬件實(shí)現(xiàn)。使用操作模式有兩點(diǎn)要注意：1)所有操作最初都是從0地址，即存儲(chǔ)空間的起始端開始。后續(xù)操作根據(jù)選用的模式可從其它地址開始。但是，電路由錄轉(zhuǎn)為放，或由放轉(zhuǎn)為錄時(shí)(M6模式除外)，或執(zhí)行了掉電周期后，地址計(jì)數(shù)器復(fù)位為0。2)當(dāng)CE變低，最高兩地址位同高時(shí)，執(zhí)行操作模式。這種操作模式一直有效，除非CE再次由高變低，芯片重新鎖存當(dāng)前的地址/模式端電平，然后執(zhí)行相應(yīng)操作。
    M0(信息檢索)：快速跳過信息而不必知道其確切地址。CE每輸入一個(gè)低脈沖，內(nèi)部地址計(jì)器就跳到下一條信息，此模式僅用于放音，通常與M4同時(shí)使用。
    Ml(刪除EOM標(biāo)志)：使分段信息變?yōu)橐粭l信息，僅在信息后保留一個(gè)EOM標(biāo)志。這個(gè)模式完成后，錄入的所有信息就變成一條連續(xù)的信息。
    M3(信息循環(huán))：循環(huán)重入位于存儲(chǔ)空間起始處的那條信息。一條信息可以完全占滿存儲(chǔ)空間，那么循環(huán)就從頭至尾進(jìn)行，這時(shí)OVE不變低。
    M4(連續(xù)尋址)：正常操作中，重放遇到EOM標(biāo)志時(shí)，地址計(jì)數(shù)器會(huì)復(fù)位。M4禁止地址計(jì)數(shù)器復(fù)位，使得信息可連續(xù)錄放或重放。
    M5(CE電平有效)：通常錄音時(shí)CE為電平觸發(fā)，放音時(shí)CE為邊沿觸發(fā)。本模式將放音時(shí)CE設(shè)置為電平觸發(fā)，特別適用于需用CE終止放音的場合。操作為：CE變低后，芯片從內(nèi)存起始放音，CE變高放音即刻停止。CE再變低后。仍從內(nèi)存起處開始放音，除非M4也是高。
    M6(按鍵模式)：本模式的外圍電路最簡單；在錄放結(jié)束，CE變高后，芯片自動(dòng)進(jìn)入節(jié)電模式。而且CE、PD、EOM的作用重新定義為：①CE(開始/暫停，低脈沖有效)：CE端的下降沿控制操作的開始和暫停。當(dāng)芯片不錄不放時(shí)，CE端的下降沿就啟動(dòng)錄/放操作。之后，如果在芯片沒遇到EOM標(biāo)志(放音時(shí))或沒發(fā)生溢出，再來一個(gè)CE下降沿將暫停當(dāng)前操作。暫停后，地址并不復(fù)位，再來一個(gè)CE下降沿后從暫停處繼續(xù)操作。②PD(停止／復(fù)位，高脈沖有效)：PD端的上升沿停止當(dāng)前錄傲操作，并復(fù)位地址。③EOM(運(yùn)行指示)：EOM變高表示錄傲操作正在進(jìn)行，可驅(qū)動(dòng)LED等。

2 軟件
2．1 語音芯片中聲音的采集及寫入
    首先要將需要寫入的“聲音”進(jìn)行錄音，對(duì)錄音生成的聲音文件進(jìn)行一定的處理。將處理完成的聲音文件通過專用的錄入設(shè)備，將相應(yīng)的聲音文件分段寫入到ISD2560芯片中。(本文略)
2．2 系統(tǒng)軟件
    89C5l內(nèi)置4K Flash程序存儲(chǔ)器，用來存放程序。程序流程如圖4所示。

3  結(jié)束語

    本電纜測試箱已裝備部隊(duì)，經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)，性能穩(wěn)定、可靠。可將電纜的檢查與修復(fù)時(shí)間縮短到原來的20%左右，極大地提高了產(chǎn)品的維修性，受到了部隊(duì)的好評(píng)。經(jīng)過簡單的修改后，可將本系統(tǒng)應(yīng)用了其它類似的產(chǎn)品。