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[毕业设计] 用PIC单片机构建微波测距仪故障检测系统

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发表于 2020-1-2 11:01 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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9 t7 R7 c8 z) @7 P* |4 p摘要: 设计了一种微波测距仪故障检测系统,利用PIC单片机技术对微波测距仪的电压、4 v2 O2 a/ R7 n
电流及频率信号等进行数据采集和测试,建立了故障案例库,结合PC机实现了对微波测距仪的故6 K0 r! b0 z. P0 x8 C' }
障自动诊断。对几种常用的微波测距仪进行了故障检测,结果表明,故障的诊断定位准确可靠。
; p6 V& z& M) Z/ ?
8 M: _0 W9 ?- f6 i3 g$ L微波测距仪是采用相位法测量两点距离的精密8 m& @; E+ o; g) j
电子仪器⋯,主要用于大地测量、地形测量等工程测9 i, V0 g3 O0 F7 `: o! O% T8 L
量。微波测距仪多工作在野外,恶劣的作业环境使6 b/ x" k8 o  K6 k) U9 S2 V" _
仪器极易受损,其输出信号不正常也会影响到测量+ `; H  K8 a6 S( A% E8 a) C
的精度。因此研制一种对整机进行检测并给出常见
5 ?' a4 h# I0 |7 I8 w0 ?故障排除方法的故障检测系统具有实际意义。
  T& I4 ]: N8 r3 J* j本文设计研制的微波测距仪故障检测系统是采+ K( b! {" H2 ^+ J; f$ ~
用PIC单片机构建的,可对目前常用的几种微波测, L5 s# n2 H/ `/ P
距仪的电压、电流、频率等输出数据进行采集与管
, d- S1 n# K5 a! K( u5 [理,通过PC机的软件程序分析数据,解决了微波测1 b" j$ Y' e: E. k3 R: ~# f  x
距仪故障检测困难的问题,不仅能指出仪器的故障
# k( z# N# a6 Z4 C3 @$ f4 ]位置,而且能就常见故障给出排除方法并指导维修。
% \# g7 N9 ?; u0 [
) \# K; w0 B7 G9 d7 W$ \1 }* _该系统采用PIC单片机对微波测距仪的电压、
1 g2 ^9 r! d( A- ^/ o电流、频率等输出数据进行采集与管理,通过软件程
6 H2 d& D5 E* _! e, l& Y6 g序分析数据,判断仪器的工作状态,若不正常则指出
, p6 Y4 v) j9 }故障并指导维修,为微波测距仪在野外作业提供了( X/ S# O& }( K. x1 k
有力的保障手段。7 F1 X3 J3 d- ?. R8 Y- e( f
1 总体结构, R' U' g$ S2 {" [
系统采用主从式计算机进行工作,其中主机采3 w( S! B( {8 M. W
用PC机进行人机对话,从机采用PICl6C73A型单片" l! ?* e1 a/ H
机进行高速数据采集、存储和分析,主从机之间采用
0 A/ J: _( m& hRS232串行通信端13进行双向数据通信[2】。4 t0 I2 t9 |( s% C% J
考虑微波测距仪的种类不同,其输出信号参数
$ Z( T# l5 W7 R- F不同,本系统开发接口扩展功能,以实现对不同参数! H% q4 S! U6 o3 Y
的数据采集,并采用单片机技术进行数据管理。系
; {1 Y$ M5 E- w; @3 B2 N) T; z' f统原理如图1所示。* B  U& }7 s. H1 v0 Z9 m& K0 a
2硬件设计
& R# l7 k6 k; r各种被检测的信号经过整形放大以及在带有
: O8 P, ^# U' q$ a1 J! P9 C
. y! ^4 P* L% C4 I, Y* n" g; m5 w9 xA/D转换功能的PICl6C73A型单片机内转换后变为
# X! i, y* J) z3 o$ {( V' }标准的数字信号,然后将数字信号通过单片机数据2 p- ?% u& d6 O4 y
采集、存储、分析,最后由PC机统.一处理,并通过显
! ~2 @9 R( `9 C- R# s2 a4 j示屏幕给出最终结果。
; t& ~2 J% S+ F$ M2.1电源电路
: o7 ~$ f3 \$ ]" k2 E0 L现有微波测距仪有两种不同的供电方式,为使
. R' e3 L, e* l- d检测仪能在供给检测电路电源的同时,也给主机供
& |; A* h( _4 O1 x& ^7 E电,需输出两组直流电压,分别为12 V和6 V。故采
' _, e0 ^( w' S7 u+ y! G用两组AC/DC电源转换模块,一组为AC/DC 220/
5 e4 P. R/ M+ H12 V,另~组为AC/DC 220/6 V。
* _8 Q6 k/ j5 ^5 h8 y* C0 Q2.2信号采集电路' L" x- Z3 j: ~+ D5 B! [+ [; L, k
2.2.1 电压检测
" Q. r( _* H  S7 W4 n9 F0 n1 k被测的电压信号为直流电压,分别为12 V和6
: |, x2 Z) `1 A  n' KV。因此,设计电压信号的检测电路:将微波测距仪7 b8 H, {, }/ |7 b& ^
的电压信号整形再经A/D转换.由单片机按照串口3 u( l, ~1 b# g8 H
RS232协议送给Pc机,PC机根据软件判断电压信) p4 c' ]1 w9 {& _
号是否正常。检测原理如图。
8 S, \# w( u! o  X
3 a! A; a; z' a/ c, V' d: ^$ s7 K! j2.3 PIC单片机
$ p$ f2 I8 ^2 o* h* ~0 @系统采用PICl6C73A单片机来实现对各路采集信: m  s/ E! o; q
号的提取、A/D转换、输出的功能。在该系统中,单片
9 |3 X( j3 @' k! _) p) P机外接10 MHz的晶振,工作电压为3.6 V,此电压由电
& V, _! q6 W, d- @% m源模块AC/DC 220/6 V通过MAX603转换提供,利用3& d$ U# ~5 r0 \- P) s1 X3 p9 C
个带有A/D转换功能的I/O口作为信号采集端,分别: h4 x2 s$ u+ L( P: l6 E
为AN3检测微波测距仪的工作电压,AN0检测微波测
: w& K8 |$ S  {0 A9 m2 H! W距仪的工作电流,ANl检测微波测距仪的工作电流。9 k) u, |& a( q( |' U
RB7端接有一个蜂鸣器,在开机的瞬间,蜂鸣器发出声
6 U- ^. d$ ]9 A7 O2 o3 ^音,提示检测仪已准备好。Rx与TX为数据收发端,通
6 P9 u  H0 {( N7 L: C5 N过程序控制保证处理的数据能与接口芯片正常通讯,
/ y% k; b9 A, K1 K, J5 `送至计算机显示检测结果∞J。# `# c+ v7 F0 M
系统的核心检测功能由Pc机和单片机共同完成。8 }  W9 j% n; J6 Q# l+ w* F
系统软件的程序主要以单片机的汇编软件为主。利用/ w( ~5 X: P3 X1 w8 N! b3 i
串口中断响应的方式对主机(PC机)发来的命令进行响* n; R. M; \+ o+ V! l! D
应并进入相应的服务程序怕J。单片机主程序流程图如
7 S7 ]% K+ P4 Z$ Z0 X* U图5所示。中断服务程序完成各功能测试,如电压数
- k  i. x8 }0 H* w! q$ U% @2 i% q& l据量的采集、电流数据量的采集、频率数据量的采集
( o* i) H" o' G% h6 Q! A6 u等。中断服务程序流程图如图6所示。
& [2 Y! s% R5 D# F; l& x7 L1 ?1 ?  j$ i0 t2 u/ F7 D5 D, U. e2 T

; b& o- G) L( t6 t6 t7 z" ]
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