[0022] 下面结合附图及具体实施例,对本发明的技术方案作进一步详细说明。
[0023] 一种电气类实验设备连接线自动检测方法与装置,包括微处理器MCU、8155芯片、24个继电器,即继电器J1,继电器J2,…,继电器J24;24个续流二极管,即继电器D1,继电器D2,…,继电器D24;24个三极管,即三极管Q1,三极管Q2,…,三极管Q24;48个接线端子T1,接线端子T2,…,接线端子T48、24个限流电阻,即限流电阻R1,限流电阻R2,…,限流电阻R24;24个上拉电阻即上拉电阻R25,上拉电阻R26,…,上拉电阻R48、通信模块201、报警模块202、按键模块203。
[0024] 所述微处理器MCU通过总线接口与8155芯片相连;
[0025] 其中,继电器Ji线圈与续流二极管Di并联,且一端与电源+12V连接,另一端与三极管Qi集电极相连;三极管Qi发射集接地,三级管Qi基极与限流电阻 Ri相连,从而构成第i个回路,所有24个回路受微处理器MCU的P12端口控制;i=1,2,…,24;
[0026] 其中,一继电器Ji的常闭触点一端与实验用接线端子T2×i-1连接,另一端与8155端口、以及上拉电阻R24+i一端相连,上拉电阻R24+i另一端与驱动电源VCC相连,继电器Ji常开触点1与另一个实验用接线端子T2×i连接,亦即:VCC、Ji,接线端子T2×i-1、接线端子T2×i、上拉电阻R24+i、8155端口PA0构成第i个输出电路,i=1,2,…,24;以此类推,总共24路输出电路;
[0027] 所述微处理器MCU通过总线设置8155芯片的PA0,PA1,…,PA7,PC0,PC1,PC2和PC3共12个端口作为输出口,8155芯片的PB0,…,PB7,PC4,…,PC7共12个端口作为输入口。
[0028] 通信模块201用于写入“实验装置端子正确接线方式”程序;
[0029] 报警模块202用于接线错误指示;
[0030] 键盘模块203用于接受用户输入指令;
[0031] 实验前,预先将“实验装置端子正确接线方式”以计算机程序形式,通过通信模块201下载到微处理器MCU中。
[0032] 如图2所示,实验前,第一接线板101的接线端子Pj与自动检测装置的接线端子T4×j-2连接;第二接线板102的接线端子Vj,与自动检测装置的接线端子T4×j连接;第一接线板101的接线端子Pj、接线端子Tj、接线端子Tj+1、接线端子Tj+2、接线端子Tj+3,以及第二接线板102的接线端子Vj为一组,j=1,2,…12,以此类推,共有12组。
[0033] 如图2所示,自动检测装置虚线方框内,黑实心的接线端子T2×i-1,为学生实验时,需要接线的端子,i=1,2,...24。
[0034] 如图1所示,按实验要求接线,接线端子T2i-1通过导线与接线端子T2i+1,i=1,2,…,23;按下键盘模块203,此时微处理器MCU根据预先写入的程序发送指令,如图3所示,按顺序设置8155芯片的PA0,…,PA7,PC0,…,PC3总共12个输出端口的某一输出口为低电平0,其余输出口为高电平1;然后依次读取PB0,…,PB7,PC4,…,PC7总共12个输入端口的电平信号,若对应的输入口为低电平0,则接线正确,否则接线错误。
[0035] 若对应的输入口,输出口的电平完全对应,亦即接线正确,微处理器MCU的P12则输出一个高电平,使得三极管Q1至Q24导通,继电器J1至继电器J24导通,对应的继电器J1至继电器J24的常闭触点2、常闭触点3断开,常开触点1、常开触点2点吸合,从而接线端子T2通过J1的触点1、触点2与黑实心接线端子T1连接在一起,黑实心接线端子T1、黑实心接线端子T3通过导线L1连接在一起,黑实心接线端子T3通过继电器J2的触点1、触点2与接线端子T4连接在一起;其余11组电路电气的连线情况与如上所述相同,从而便实现了整个实验的正确连线。
[0036] 整个实验结束之后,通过按键模块203使得整个系统断开,此时继电器线圈失去电流,触点连接状况恢复原样。
[0037] 一旦某条连线发生错误时,亦即微处理器MCU检测到的输入端口数据与预先设置数据不同,此时报警装置202发出报警信息,并且微处理器MCU的P12输出保持为低电平,此时三极管Q1至三极管Q24不通,于是继电器J1至继电器J24的线圈断开,继电器J1至继电器J24的触点的吸合情况不发生任何改变,整个系统便保持断路状态,进而保护元器件,避免了元器件由于接线出错而烧毁的情况。
[0038] 本发明的工作过程如下:
[0039] 1、软件写入:实验教师根据实验过程中的接线情况,通过PC机,利用自动检测接线情况装置的通信模块201,向微处理器MCU中写入正确的接线情况数据,如图3所示的输出值。
[0040] 2、连线:实验前中,教师预先将自动检测接线情况装置的外侧接线端子连好线,如图2所示。学生在实验过程中负责连接自动检测装置的内侧接线端子,如图2所示虚线框内的接线端子。
[0041] 3、自动检测:接线完成后,按下键盘模块203,微处理器MCU通过总线控制8155芯片的输出口PA0至PA7及PC0至PC3依次改变电平变化,如图3所示。微处理器MCU通过总线检测8155芯片的输入口PB0至PB7及PC4至PC7输入的电平变化,并将其与如图3所示的输入口的数据进行比较。当接线无误时,二者数据完全相同,此时微处理器MCU的P12口将输出高电平,使得三极管Q1至三极管Q24导通,从而继电器J1至继电器J24的线圈通电,继电器J1至继电 器J24的触点由原来的触点2、触点3相连转变为触点1、触点2相连,进而自动检测接线情况的装置的虚线框内的黑实心接线端子与其外侧的接线端子连接在一起,例如图2中的接线端子T2×j、接线端子T2×j-1连接在一起,再通过导线又与接线端子T2×j+1、接线端子T2×j+2连接在一起,而101装置的接线端子Pj又与接线端子T2×j连在一起,102装置的接线端子Vj与接线端子T2×j+2连接在一起,进而使得左侧的接线端子Pj与右侧的接线端子Vj连接在一起,此处j=1,2,…,12,从而实现了正确的连线。如果接线有误,微处理器MCU检测到8155芯片的输入端PB0至PB7及PC4至PC7的电平变化与其预先写入的电平变化有区别,于是保持微处理器MCU的P12端输出为低电平,于是使得继电器J1至继电器J24线圈不通电,从而使得左侧的接线端子Pj与右侧的接线端子Vj断开,j=1,2,…12,有效地保护了电路,避免了元器件的损坏。