基于单片机的非接触式照明线路定位仪器设计

 随着人们生活水平的提高，室内装修中对照明线路暗线埋设的情况应用越来越普遍，对预埋线路进行准确定位是后期装修规划和施工建设前提。同时，工业生产的电气防火检测过程中.也需要利用线路定位仪器对隐蔽工程的线路走向，开路短路位置，空开和负载的对应位置等进行检测。通过将探测器芯片或模块与其他系统进行组合集成，可以构成实用的测量仪器。

1 系统构成

系统主要由主控模块、电源模块、显示模块、电磁探测模块等组成。主控模块是由STC89C516单片机为控制核心，具有高速可靠、低功耗低价位、抗静电抗干扰的特点。电源模块采用LM2596做电源模块，LM2596属于开关型，功耗小，具有线性和负载调节，可以输出小于37 V的各种电压。显示模块使用LCD12864液晶显示。具有质量轻，耗电量低，选用串行输入时可减少单片机IO口等优势，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字(16x16点阵)、128个字符(8X16点阵)及64X256点阵显示RAM(GDRAM)。照明线路电磁探测模块使用LM74HC146路施密特触发器件，内含6个独立的触发倒相器，在正逻辑中它们执行波形整形和倒相功能，探测模块的测试探针能够感到微弱的电磁场信号，此信号经电压放大器放大整形后，控制多谐振荡器和LED指示电路，针对照明线路进行测试效果明显。

2 系统设计

2.1 总体框图

系统由主控模块、电源模块、显示模块、电磁探测模块等组成，系统结构框图如图1所示。

2.2 电路构成

2.2.1 电源模块

电源由开关稳压电源提供220 V电压，12 V电压接2596稳压模块，为所有模块供电。

2.2.2 电磁探测模块

利用电流流动产生电磁场的原理，随时间变化的电场产生磁场，随时间变化的磁场产生电场，两者互为因果，形成电磁场。电磁场可由变速运动的带电粒子引起，也可由强弱变化的电流引起。当待测线路中没有电流流动时电磁场十分微弱，不足以产生感应信号;当有电流流过时将产生比较明显的电磁场。当探头感应到电磁场时.通过LM74HC146路施密特触发器件，内含6个独立的触发倒相器，在正逻辑中它们执行波形整形和倒相功能。在A环中形成自激震荡频率为50 Hz，然后在B环中形成第二个震荡电路，当有感应时形成自激震荡给三极管基级一个信号，同时驱动蜂鸣器示意。

2.2.3 主控模块

主控模块利用STC89C516单片机设计程序实现以下功能：为了精确定位线路走向，可将指定待测区域划定7×7的经纬方格，打开开关给单片机上电.按下按钮1开启探测模块进行探测，当完成一个方格区域的时候按下按钮2实现计数器加一，当探头探到带电电缆时发出响声，给单片机一个中断，单片机把方格编号储存在数组当中，直到测量完成全部方格之后，再按按钮3回放所有检测到线路的方格编号。依据方格编号准确的画出照明线路的走向。

主程序流程图如图5所示，显示模块如图7所示。

2.2.4 源程序代码

本文的源程序代码如下：

3 结束语

采用现代电磁学理论以及单片机为代表的微机控制技术设计非接触式照明线路定位仪器，能够对预埋线路进行准确定位，同时在工业生产的电气防火检测过程中，也可以利用线路定位仪器对隐蔽工程的线路走向，开路短路位置，空开和负载的对应位置等进行检测。设计过程中考虑可能存在的各种干扰因素，采用了软硬件结合的抗干扰技术，提高了系统的稳定性。最后对系统进行了模拟性能测试，测试结果表明系统性能良好。