基于单片机的铁路信号测试系统

基于单片机的铁路信号测试系统

【摘要】随着铁路信号的发展，为了更好的实现对铁路系统中微小电阻测量、补偿电容测试，建立基于单片机的电阻电容测试系统。系统主要由单片机、电阻测试模块、电容测试模块，电源模块、LCD显示模块、DC转换模块、串行口模块以及数据存储模块组成。该系统测量精度高，可靠性好，实用性良好。

【关键词】单片机；测试系统；电阻测量；电容测量

1.引言

基于单片机的铁路信号测试系统，是根据现场的实际使用需要而研制开发的，可以很精确的测试电阻和补偿电容，直接读出电阻阻值、电容容量。接地线电阻作为轨道电路的一个重要参数，为了保证通信、信号设备及人员安全，要求通信、信号设备的地线接地电阻必须达标，控制在一定范围内。补偿电容可以弥补电容不足，抵消钢轨感性，使钢轨阻抗尽可能呈阻性负载，以保证轨道电路的传输距离和机车信号系统的可靠性。

2.系统总体结构

基于单片机的铁路信号测试系统的软件流程图如图1所示，硬件框图如图2所示。系统的工作过程：启动测试系统，上电或复位，系统进行初始化，完成初始化后，选择工作模式，电阻测试或者电容测量。通过STC89C52单片机控制电阻模块和电容模块，测试的数据存储在SD卡中，通过RS232串口将数据传输到微机存储。

在硬件设计过程中，采用单片机STC89C52编程，实现对电阻、电容测试的控制，LCD显示；采用24位HX712A/D转换器芯片；RS232串行口通讯频率9600bit/s；电源采用线性稳压芯片ASM1117，供电电压3.3V、5V。

3.测试工作原理

采用STC89C52单片机，20引脚为接地端，40引脚为电源端，31引脚需要接到电位使单片机选用内部程序存储器，18、19引脚接上一个11.0592MHz的晶振为单片机提供时钟信号，第9引脚为复位引脚，单片机只有满足这些才能正常工作。利用P2口作为数据读写，片选信号端，功能切换。P3口采用第二功能，定时器/计数器外部计数脉冲输入，外部数据存储器写/读。采用HX712芯片完成测阻。在设计程序测量时，首先选择测试工作模式，在测量的同时，程序执行做出判断，不能超过设定的量程，然后跳转到测量程序，在范围内正常测试并且显示结果，按“确定”键后数据存储。测阻电路如图3所示。

4.系统软件设计

基于单片机的测试系统，在Keil环境下，由主程序、A/D转换子程序、时钟芯片程序、数据存储程序等部分子程序组成。主程序完成各个子程序的上电初始化，以及实际控制各个功能模块的正常工作。读写、存储产生程序设计根据测量的接地电阻，补偿电容的属性，来不断循环延时，并且通过单片机来控制完成测试。

系统的程序设计，完全是基于单片机的应用，其中包括I/O口的控制、定时器、外部中断及寄存器的使用。

5.结语

本系统以单片机为核心，以HX712 A/D转换器芯片为数模转换原件，SD-SPI 数据存储，RS232串行口数据通讯。电路结构简单、运行可靠，实现了对电阻、电容的测试。此系统可以顺利的完成与PC机的数据通讯，还可以在单片机的预留的I/O口增加检测传感器，以提高系统的广泛性。

参考文献

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[2]张灿.单片机花样流水灯设计[J].信息通信，2013（1）：42-43.

[3]潘磊.基于单片机的多路温湿度检测系统设计[J].信息通信，2013（1）：65-66.

高晓丁，男，西安工程大学机电工程学院副院长，教授，硕士生导师，研究方向：机电设备的测控技术研究，机电设备动态检测技术研究，近年来参加了国家自然科学基金项目2项，主持完成省、部级自然科学基金项目6项，在核心期刊上发表科研论文47篇，其中，EI检索4篇。