一种基于单片机的密封性继电器性能测试装置

1.一种基于单片机的密封性继电器性能测试装置，其特征在于：包括单片机、用于设置测试次数和启动程序的设置模块、用于将继电器的模拟输入信号转换为数字信号的模数转换模块、继电器驱动模块、用于接入继电器的继电器连接模块和在判断出继电器误动作或不满足标准时进行报警的报警模块，所述设置模块、模数转换模块、继电器驱动模块以及报警模块均与所述单片机连接，所述继电器连接模块分别与所述继电器驱动模块和所述模数转换模块连接；
所述继电器驱动模块包括两个三极管以及一个单刀双掷开关，单片机的继电器控制命令引脚与单刀双掷开关的控制端连接，单刀双掷开关一端为其中一三极管的基极，另一端为另一三极管的基极，其中一三极管的集电极和发射极连接并联连接的四个继电器，另一三极管的集电极和发射极连接并联连接的另外四个继电器，所述继电器连接模块包括八个二极管，所述二极管的正极与其中一个继电器连接，负极与模数转换模块连接；
还包括显示模块，所述显示模块包括两个锁存器以及数码管，所述锁存器均与所述单片机连接，所述数码管与所述两个锁存器连接，所述单片机控制锁存器驱动数码管进行显示。
2.根据权利要求1所述的基于单片机的密封性继电器性能测试装置，其特征在于：所述设置模块包括与所述单片机连接的设置按键、用于加测试次数的按键、用于减测试次数的按键以及用于启动的按键。
3.根据权利要求1所述的基于单片机的密封性继电器性能测试装置，其特征在于：所述报警模块包括三极管和蜂鸣器，所述三极管是基极与所述单片机连接，发射极与蜂鸣器连接，集电极与电源连接，所述蜂鸣器接地连接。
4.根据权利要求1所述的基于单片机的密封性继电器性能测试装置，其特征在于：还包括与单片机连接的晶振电路和复位电路。
5.根据权利要求1所述的基于单片机的密封性继电器性能测试装置，其特征在于：还包括电源模块，所述电源模块为外置可调电源。

一种基于单片机的密封性继电器性能测试装置\n技术领域\n[0001] 本发明提供了一种基于单片机的密封性继电器性能测试装置。\n背景技术\n[0002] 在铁路信号行业，为使电路能够安全地切断、控制，继电器的应用较为普及，继电器在使用前需要进行性能检测，需要检测励磁电压、触点压降或励磁延时性能是否满足标准，其中密封型继电器往往难以通过直观检查判断出性能是否满足标准。在密封性继电器无法进行分解拆卸的前提下，如何对继电器进行检测，确保电路正常沟通与切断是提高检修效率和质量，确保行车安全的重要保障。\n发明内容\n[0003] 基于以上不足，本发明要解决的技术问题是提供一种基于单片机的密封性继电器性能测试装置，其能对继电器的励磁性能进行检测。\n[0004] 为了解决以上技术问题，本发明采用了以下技术方案：\n[0005] 一种基于单片机的密封性继电器性能测试装置，采用以下步骤：\n[0006] (1)调用模数转换子程序及IIC协议，读取触点输入电压；\n[0007] (2)判断继电器输出命令，选择数字量范围；\n[0008] (3)判断数字量回检输入是否正常，若是，测试次数减1，继电器输出命令取反，并执行下一步，若否，调用报警子程序；\n[0009] (4)调用显示子程序，控制显示模块显示设置及测试次数，并返回到步骤(1)重新执行。\n[0010] 在所述步骤(1)之前还包括按键检测步骤，所述按键检测步骤包括：\n[0011] (1)检测设置键是否按下，若是，延时抖动，若否，执行下一步；\n[0012] (2)再次检测设置键是否按下，若是，执行下一步，若否，返回执行步骤(1)；\n[0013] (3)检测加测试次数键和减测试次数键是否按下，若是，延时抖动，若否，执行下一步；\n[0014] (4)再次检测加测试次数键和减测试次数键是否按下，若是，执行下一步，若否，返回执行步骤(3)；\n[0015] (5)检测确认键是否按下，若是，延时抖动，若否，执行下一步；\n[0016] (6)再次检测确认键是否按下，若是，执行下一步，若否，返回执行步骤(5)。\n[0017] 一种基于单片机的密封性继电器性能测试装置，包括单片机、用于设置测试次数和启动程序的设置模块、用于将继电器的模拟输入信号转换为数字信号的模数转换模块、继电器驱动模块、用于接入继电器的继电器连接模块和在判断出继电器误动作或不满足标准时进行报警的报警模块，所述设置模块、模数转换模块、继电器驱动模块以及报警模块均与所述单片机连接，所述继电器连接模块分别与所述继电器驱动模块和所述模数转换模块连接。\n[0018] 所述继电器驱动模块包括两个三极管以及一个单刀双掷开关，单片机的继电器控制命令引脚与单刀双掷开关的控制端连接，单刀双掷开关一端为其中一三极管的基极，另一端为另一三极管的基极，其中一三极管的集电极和发射极连接并联连接的四个继电器，另一三极管的集电极和发射极连接并联连接另外四个继电器。\n[0019] 所述继电器连接模块包括八个二极管，所述二极管的正极与其中一个继电器连接，负极与模数转换模块连接。\n[0020] 所述设置模块包括与所述单片机连接的设置按键、用于加测试次数的按键、用于减测试次数的按键以及用于启动的按键。\n[0021] 所述报警模块包括三极管和蜂鸣器，所述三极管是基极与所述单片机连接，发射极与蜂鸣器连接，集电极与电源连接，所述蜂鸣器接地连接。\n[0022] 还包括与单片机连接的晶振电路和复位电路。\n[0023] 还包括电源模块，所述电源模块为外置可调电源。\n[0024] 还包括显示模块，所述显示模块包括两个锁存器以及数码管，所述锁存器均与所述单片机连接，所述数码管与所述两个锁存器连接，所述单片机控制锁存器驱动数码管进行显示。\n[0025] 采用以上技术方案，本发明取得了以下技术效果：\n[0026] 本发明提供的基于单片机的密封性继电器性能测试装置，能够设置测试次数并通过程序控制继电器进行反复励磁、能够对触点进行实时检测并报警；能够检测触点压降、检测继电器动作延时，能对继电器的各项性能进行全面检测。\n附图说明\n[0027] 图1为本发明密封性继电器性能测试装置的电路结构图；\n[0028] 图2为本发明密封性继电器性能测试装置的继电器驱动模块的电路结构图；\n[0029] 图3为本发明密封性继电器性能测试装置的继电器连接模块的电路结构图；\n[0030] 图4为本发明密封性继电器性能测试装置的设置模块的电路结构图；\n[0031] 图5为本发明密封性继电器性能测试装置的显示模块的电路结构图。\n具体实施方式\n[0032] 本发明提供了一种基于单片机的密封性继电器性能测试装置，采用以下步骤：\n[0033] (1)调用模数转换子程序及IIC协议，读取触点输入电压；\n[0034] (2)判断继电器输出命令，选择数字量范围；\n[0035] (3)判断数字量回检输入是否正常，若是，测试次数减1，继电器输出命令取反，并执行下一步，若否，调用报警子程序；\n[0036] (4)调用显示子程序，控制显示模块显示设置及测试次数，并返回到步骤(1)重新执行。\n[0037] 在所述步骤(1)之前还包括按键检测步骤，所述按键检测步骤包括：\n[0038] (1)检测设置键是否按下，若是，延时抖动，若否，执行下一步；\n[0039] (2)再次检测设置键是否按下，若是，执行下一步，若否，返回执行步骤(1)；\n[0040] (3)检测加测试次数键和减测试次数键是否按下，若是，延时抖动，若否，执行下一步；\n[0041] (4)再次检测加测试次数键和减测试次数键是否按下，若是，执行下一步，若否，返回执行步骤(3)；\n[0042] (5)检测确认键是否按下，若是，延时抖动，若否，执行下一步；\n[0043] (6)再次检测确认键是否按下，若是，执行下一步，若否，返回执行步骤(5)。\n[0044] 在主程序中首先进行按键检测，按键由使用者手动按下，当按下时单片机检测到一个低电平。设置模块共设四个按键，分别为设置键、加测试次数键，减测试次数键和确认键。设置键按下后，可以通过加测试次数键和减测试次数键设置测试次数，并按下确认键开始进行测试。然后进行继电器励磁检测，首先对继电器当前状态进行判断，若触点为吸起状态，则四个触点检测到的模拟电压值标准为4V以上，否则为1V以下。当四个触点检测到的模拟电压值均在符合标准时，此时执行计数减1，继电器励磁命令取反；在任何一个循环内如果四个触点检测到的模拟电压值不在标准范围内，则调用报警子程序输出报警命令。\n[0045] 在进行继电器励磁检测的同时还可以进行触点压降检测，本发明采用PCF8591芯片实现数模转换，所述芯片与单片机通过IIC协议进行通信，单片机通过调用电压值，并对电压值进行取整。当S1>4V时，a＝4；当S1<1V时，a＝0。由此可以判断触点压降，同时也可在程序中对此参数进行修改。\n[0046] 还可以进行继电器的动作延时判断，在主程序中设置参数j，在执行主循环时首先对j进行判断。当j＝200时执行继电器动作并将j置零，当j≠200时则仅判断继电器状态是否符合标准。结合晶振频率可通过对j的最大值进行调整来判断继电器的动作延时是否符合标准。\n[0047] 如图1所示，本发明还提供了一种基于单片机的密封性继电器性能测试装置，包括：单片机、用于设置测试次数和启动程序的设置模块、用于将继电器的模拟输入信号转换为数字信号的模数转换模块、继电器驱动模块、用于接入继电器的继电器连接模块和在判断出继电器误动作或不满足标准时进行报警的报警模块，所述设置模块、模数转换模块、继电器驱动模块以及报警模块均与所述单片机连接，所述继电器连接模块分别与所述继电器驱动模块和所述模数转换模块连接。\n[0048] 如图2所示，所述继电器驱动模块包括三极管Q1和三极管Q2以及一个单刀双掷开关K1 ，单片机的继电器控制命令引脚与单刀双掷开关K1 的控制端连接，单刀双掷开关K1 一端为三极管Q1的基极，另一端为三极管Q2的基极，三极管Q1的集电极与发射极还连接有并联连接的继电器RL1、继电器RL2、继电器RL3、继电器RL4，三极管Q2的集电极与发射极还连接有并联连接的继电器RL5、继电器RL6、继电器RL7、继电器RL8，当单片机判断条件满足时，输出高电压控制三极管通断，从而实现继电器的励磁与落下，单刀双掷开关进行两种型号的继电器之间的切换。\n[0049] 如图3所示，继电器连接模块包括八个二极管，以隔离继电器间的相互影响，每个二极管对应连接一个继电器，八个二极管分别为二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7和二极管D8。二极管D3的正极与继电器RL3连接，负极与模数转换模块的AIN0引脚连接；二极管D5的正极与继电器RL5连接，负极与模数转换模块的AIN0引脚连接；二极管D1的正极与继电器RL1连接，负极与模数转换模块的AIN1 引脚连接；二极管D6的正极与继电器RL6连接，负极与模数转换模块的AIN1引脚连接；二极管D2的正极与继电器RL2连接，负极与模数转换模块的AIN2引脚连接；二极管D7的正极与继电器RL7连接，负极与模数转换模块的AIN2引脚连接；二极管D4的正极与继电器RL4连接，负极与模数转换模块的AIN3引脚连接，二极管D8的正极与继电器RL8连接，负极与模数转换模块的AIN3引脚连接。以两种不同电压作为继电器触点是否正常接触的检测，四个电压模拟量输入至模数转换模块。以继电器RL3和继电器RL5为例，当继电器RL3 吸起时，二极管能够隔离继电器RL3和继电器RL5之间的相互影响，触点接通+5V高电平， U4的AIN0引脚将电压模拟量输入至模数转换模块。\n[0050] 如图4所示，所述设置模块包括设置按键K2、用于加测试次数的按键K3、用于减测试次数的按键K4以及用于启动的按键K5。以设置键K2为例，按键检测程序如下，当单片机检测到设置键低电平时，延时一段时间去抖动，再进行一次检测，如果仍然为低电平，判断此时设置键被按下，执行规定动作。当设置键按下时，退出继电器检测循环，并且加减测试次数才有效。当确认键按下时，进入继电器检测循环。\n[0051] 如图5所示，显示模块包括锁存器3和锁存器4以及数码管1，锁存器3和锁存器4与单片机通信连接，数码管1分别锁存器3和锁存器4通信连接，单片机2控制锁存器3锁存器4和驱动数码管1进行显示。显示模块使用四位共阴数码管作为数值显示界面，两个 74HC573芯片作为数码管驱动单元，74HC573芯片包含八路3态输出的非反转透明锁存器。当需要显示一个数值1234时，首先取位码进行位锁存，使数码管1有效，再取段码进行段锁存，向段码中发送数值1(0x06)；再取位码进行位锁存，使数码管2有效，再取段码进行段锁存，向数码管发送数值2(0x5b)…依此类推实现数码管轮询，由于程序运行速率极快，程序虽然在进行依次轮询，但人视觉上观察到的是1、2、3、4四个数值共同显示。\n[0052] 模数转换模块使用一块PCF8591芯片5实现，PCF8591为8bit数模转换器件。芯片5 与继电器触点的四个模拟输入信号连接，并与单片机连接进行模拟数据输入，编程时使用与芯片搭配的IIC协议实现数字量读取。\n[0053] 报警模块包括三极管Q3和蜂鸣器6，三极管Q3的基极与单片机2连接，发射极与蜂鸣器6连接，集电极与电源连接，所述蜂鸣器接地连接。三极管作为开关控制蜂鸣器的通断。\n三极管的基极连接单片机，当单片机诊断出继电器动作或者压降不满足逻辑时，将调用报警子程序促使蜂鸣器告警。\n[0054] 其中，所述装置还包括与单片机连接的晶振电路和复位电路。\n[0055] 其中，所述装置还包括电源模块，所述电源模块为外置可调电源。\n[0056] 最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。