课程设计报告-数字式电缆对线器

目录第一章技术指标

1.1系统功能要求

1.2系统结构要求

1.3电器指标

1.4扩展指标

1.5设计条件

第二章整体方案设计

2.1算法设计

2.2整体方案

2.3框图及原理

2.4数字电路的设计原则

第三章单元电路设计

3.1修正电路设计

3.2控制电路原理

3.3远端编号电路

3.4告警电路

3.5 CLOCK电路

3.6显示电路

3.7 A/D转换电路

3.8整体电路图

3.9整体元件清单

第四章测试与调整

第5章设计小结

5.1设计任务完成情况

5.2心得体会

摘要、关键词

摘要

数字式电缆对线器的设计思想是利用约定好的不同阻值的芯线后的分呀后所谓的值作为模拟输入信号，经A/D转换为二进制数后在经修正电路得到正确的BCD码后经译码器并送入显示模块，由显示管显示出对应的数字。

关键词

芯线，A/D转换器，修正电路，BCD码，译码器，七段显示数码管参考资料：

电子电路课程设计

百度文库

数字电路与系统设计

电子工程专辑

第一章技术指标

技术指标：是用户或上级工程师对电子系统提出的具体要求，是电子系统设计的依据，也是最后用于检验所设计和试制出的电子系统的标准。

1．1 系统功能要求

数字式电缆对线器的主要功能有：

1）可在远端预设芯线编号，近端测量出对应的芯线并且以数字显示出电缆芯线编号。

2）可以检测到电缆芯线的短路或开路故障。

3）可由人工单线接入测试，亦可自动测试。

1．2系统结构要求

数字式电缆对线器的系统结构框图如图1所示。其中远端编号器用于给被测电缆处于远端的芯线编号，电缆对线器在电缆近端测出各芯线与远端的对应关系并以数字显示出近端各芯线的编号数码。

远端近端

被测电缆

图 1

1．3 电气指标

1．3．1对线器一次可接入的芯线数量：30根。因实验器件限制，选取其中8路显示。分别为：0，3，5，10，15，20，25，

31。其中0为短路，31为开路。

1．3．2芯线编号显示方法：2位数码，编号为0～31。

1．3．3显示及刷新时间：2s刷新1次，显示数码时间不少于1s。1．3．4测试方法：远端编号器并接好芯线后不在操作，近端用人工方式逐一选择被测芯线。

1．3．5电缆故障报警：当发现某条芯线有短路或开路故障时，发出告警信号——发光二极管亮。

1．4 扩展指标

芯线测试为8路自动测试。

1．5 设计条件

1．5．1 电源条件：直流稳压电源提供 5V电压。

1．5．2 被测电缆长度为1000m，芯线直径0.4mm，直流电阻148Ω/km绝缘电阻2000MΩ/km。测试前有一根芯线远.近端

均已明确，用其作为测试地线。

1．5．3 可供选择的元器件范围如下表所示：

第二章整体方案设计

2．1算法设计

2.1.1

算法原指解决数学问题的方法，电子领域则将这一词汇用来表示解决电子系统或者某局部电路技术要求的方法。

确定电子系统技术方案的途径有很多种，可以是仿制，可以是在已有电子系统的基础上进行修改，也可以是综合各种相关系统的优点，进行心得整合，还可以是自行研究新的算法，研制具有创新意义的电子系统。

2.1.2

整个电缆对线器电路分为七部分来实现，分别为远端编号器，近端接收电压，A/D转换器，译码电路，显示器，控制电路，及扩展后的自动搜索电路。

端编号器中输出的不同数值电压经过电缆传输，在近端接受，将这些电压通过A/D转换器进行量化，成为一组数量化的数字值，将这一系列数值通过译码器译码然后通过显示电路显示数值。译码前还需要经过校验电路将5位量化值的二进制码转换成8421BCD码，以便使用显示译码器和数码管完成数字显示。同时用控制电路对测量结

果进行刷新。在短路与开路时通过逻辑电路和发光二极管实现告警功能。扩展后的电路可以给近端接收的一组数字值加上自动搜索电路。2．2整体方案

2.2.1

直接依据算法设计电路是很不方便的，而可行的方法是分析算法中所含的处理信号方法的类别（如放大、整形、技术、显示等），将系统划分为若干个功能模块，各个模块功能单一，便于进行电路级设计，各个模块合理分工，可以共同完成整个系统的设计要求。

2.2.2

手动逐一选择被测芯线电路。

远端编号器：用以算好阻值的电阻分8路接入，包括断路与短路

两种告警情况。接在排阻

R上共同模拟电缆接入时

的电阻及各支路的电压情况。

A/D转换器：用ADC0809实现,将8路模拟电压信号接入ADC0809

的模拟接入端,选取输出数据中的15

--五个通路

22

接入译码器。

译码器：用2片74283和2片7485实现由二进制码到8421BCD 码的转换。译码电路的输出分别接入2片7448七段显示

器，即分别显示个位与十位数值。

显示器：7448的译码结果接入C—562X 2位静态数码管，通电源后显示所选择电路编号的个位与十位。

控制器：用1片F555加适当电阻电容构成延时电路，触发信号直

接由A/D转换器的转换结束信号EOC+START提供。

告警电路：用1片7430，1片7427，1片7400，1片7404及2个发光二极管实现，通过逻辑门电路实现短路时1个二

极管发光，断路时另一个二极管发光。

2.2.3

8路自动测试电路。

其余电路组成同上，加入自动搜索电路。

自动搜索电路：由一片74161计数器实现。将74161和7404反

相器有机连结构成3位二进制同步计数器（异步

清零，模入）再接入电路中即可进行8路自动测

试。

2.3框图及原理

图 2

电缆对线器的原理框图如图2。

在图2中，先在远端把被测电缆芯线分别与远端编号器中的

R R连接，并约定与1R连接的为1号线。依次类推。

1m

若定义远端编号器中某一电阻为

R，在忽略电缆导线电阻的情况

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