数字电缆对线器（南邮—电工电子课程设计）

前言：通过本次课程设计，小编再次了解了硬件电路与软件仿真电路的差别，硬件电路会出现的一些情况和一些通常排查错误的方法步骤。总之，收获甚多，在此为大家分享此课程设计的一些资料，望采纳。若有建议，直接留言，其他游客也可自取所需。

一、实验介绍

1、课程整体要求

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。可由人工单线接入测试，亦可自动测试。

2、系统结构要求

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。

3、电气指标

（1）对线器一次可接入的芯线数量：8根 （2）芯线编号显示方式：1位数码显示,编号为1-8。 （3）显示及刷新时间：2s刷新一次，显示数码时间不少于1s。 （4）测试方式：远端编号并接好芯线后不再操作，近端用人工方式逐一选择被测芯线。 （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。

4、扩展指标

芯线测试为8路自动测试。

5、设计条件

（1）电源条件：直流稳压电源提供±5V电压。 （2）测试前有一根芯线远、近端均已明确，用其作为测试地线。 （3）可供选择的元器件

二、设计原理解析

1、原理框图

2、电阻的取值

1.R1~Rm的取值相差越大,则Vx相差越大,有利于测量。 2.R0、Rx的取值: 3.R0要合适，则会有利于Rx的取值； 4.Rx的取值允许有一定的误差，只要它使ADC的输出中要用的位数及其高位不变即可，不用的低位发生变化不会影响输出显示。

3、确定A/D转换器输出位数及转换阶梯

∵实验中将32个输入端改为8个输入端 ∴A/D转换器的输出端取3位以上即可,实验中取4位 ADC0809共有8个数字输出端,取其中4位: ①取低4位 电压太小，不利于R0、Rx的取值 ②取高4位 则最高位将有0,电压也偏小,但相邻电压变化较大 ③不用最高位，用次高位 可将最高位补1，电压将﹥1/2Vref，但相邻电压间变化较小。

ADC0809 芯片引脚分布 与 A/D转换原理

4、码值转换

将ADC输出的四位二进制码转换成8421BCD码，以便用显示译码器和数码管完成数字显示。 二进制码和8421码的对应关系请参看教材P99表7-12。 转换方法： 7485+74283

5、控制电路

控制电路的作用是对测量结果刷新，其实是用来控制数码管的显示时间或ADC的转换时间。555时钟电路请参看教材P135图7-54。本课题中要求2s刷新一次，显示时间不少于1s，则T=2s，Tu1﹥1s，由此确定电阻和电容的取值。

6、故障判断

①短路 用7427进行判断，用发光二极管显示。 ②断路 用7430进行判断，用发光二极管显示。

7、扩展指标

芯线测试为8路自动测试。 实现方法：74161同步加法器（自加电路）

三、电路仿真实验

仿真图 整体电路图 选路和二进制码转8421BCD码表 C B AD7 D6 D5 D4 D3十位 个位数字0 0 00 0 0 0 00000 000000 0 10 0 0 0 10000 000110 1 00 0 0 1 10000 001130 1 10 0 1 1 00000 011061 0 00 1 0 1 10001 0001111 0 11 0 0 0 00001 0110161 1 01 0 1 1 00010 0010221 1 11 1 1 1 10011 000131

电阻连接与ADC0809引脚分配

555时钟电路&161自加电路

码制转换&显示译码电路

7404脉冲发生电路&判决电路（短路、断路）

实物连接图

附录（所用器件管脚图)

四、问题描述与解决办法

常见的几个问题如下：

硬件线路连接不稳定，易发生接触不良的现象线路连接错误，错误地连接到旁边的插孔中器件型号选择错误由于操作不当，器件烧坏

基本的解决问题的思路 由于以上各项原因会导致ADC输出码值错误，或直接不输出等状况，基本按照以下思路排查问题：首先排查线路连接是否有问题（这一步基本上可以解决大部分问题），线路连接没问题接着查看器件型号、各器件的VCC和GND是否正确连接，然后再查看两个脉冲发生器的输出波形是否正确（这里若不正确，则需改相应的阻值大小和电容大小），最后挨个排查器件是否正常工作（这里直接挨个将器件的VCC拔掉观察ADC器件的工作状况是否正常）。通过以上步骤基本可以将问题解决。

参考教材：电子系统设计与实践教程运行环境：proteus7资源仿真模拟图下载，GitHub均可。