機車光電速度信號發(fā)生器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的名稱是機車光電速度信號發(fā)生器，涉及一種機車檢修試驗時，為機車提供產生光電速度信號的發(fā)生裝置。它主要是解決已知光電速度信號是由安裝在機車輪對軸端的光電傳感器提供的，使用時需外接220V電源，很不方便，試驗時需將光電傳感器從機車上拆下，工作繁瑣，且信號不穩(wěn)定的問題。本發(fā)明是在單片機U1的輸入端口P1.0和P1.1上分別連接有升速按鈕AN1和降速按鈕AN2，單片機U1的RESET腳上連接有上電復位電路，XTAL1和XTAL2腳上分別連接有單片機的振蕩電路；在單片機U1的輸出端口P3.0上連接有光電耦合器U2，光電耦合器U2的輸出端接三極管Q4的基極，三極管Q4的輸出端接插座的2、5腳；在單片機U1的輸出端上連接有速度顯示裝置。本發(fā)明不需外接電源，使用方便，可以人直接顯示機車速度值，信號穩(wěn)定，工作效率高，且體積小，重量輕，維護方便。
【專利說明】機車光電速度信號發(fā)生器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于機車檢修試驗【技術領域】，具體涉及一種機車檢修試驗時，為機車提供產生光電速度信號的發(fā)生裝置。
【背景技術】
[0002]在機車修理過程中，常需要在機車靜止狀態(tài)下對機車上的過渡裝置等進行模擬試驗，這就需要提供一個可調整頻率的光電速度信號，以供給過渡裝置使用。當改變了光電速度信號的頻率，就是模擬改變了機車的速度。在機車上，光電速度信號是由安裝在輪對軸端的光電傳感器提供的，而只有光電傳感器旋轉起來，它才能發(fā)出光電速度信號。在目前，米用了一個電動旋轉裝置，使用時將光電傳感器裝入電動旋轉裝置中使其旋轉而發(fā)出光電速度信號。這 種方法有很多缺點:1、電動旋轉裝置需要交流220V電源，在使用時必須有外電源的支持，一旦機車停放在庫外，必須要牽出很長的電源線，使用很不方便。2、輸出光電信號時不能同時顯示機車速度值，要想知道機車速度必須上機車去看速度表。3、試驗時需從機車上拆下光電傳感器，試驗完畢后還要再裝上，工作較繁瑣。4、光電信號輸出不穩(wěn)定，在改變光電信號頻率時有突跳現象。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對上述不足，而提出的一種可以提高試驗時的準確性，工作效率高，直接產生穩(wěn)定、可調的光電速度信號的光電速度信號發(fā)生器。
[0004]本發(fā)明的技術解決方案是:光電速度信號發(fā)生器是:在單片機!^的輸入端口 Pl.0和Pl.1上分別連接有升速按鈕AN1和降速按鈕AN2,單片機U1的RESET腳上連接有上電復位電路，XTALl和XTAL2腳上分別連接有單片機的振蕩電路；在單片機U1的輸出端口 P3.0上連接有光電耦合器U2，光電耦合器U2的輸出端接三極管Q4的基極，三極管Q4的輸出端接插座的2、5腳；在單片機U1的輸出端上連接有速度顯示裝置。
[0005]本發(fā)明的技術解決方案中所述的速度顯示裝置是接在單片機U1上的三位7段數碼管LED2，其段碼輸入腳通過電阻R4~R11接單片機U1的P0.0 口，其位碼輸入腳分別接三個三極管Q廣Q3的集電極，三個三極管Q廣Q3的發(fā)射極共接電源的正極，三個三極管Q廣Q3的基極分別通過電阻R1: R12接單片機U1的P2.0- P2.2端口。
[0006]本發(fā)明的技術解決方案中所述的單片機U1連接升、降速按鈕AN1和AN2的端口Pl.0和Pl.1上連接有兩個上拉電阻R3、R2。
[0007]本發(fā)明的技術解決方案中所述的上電復位電路是由電容C5和電阻R15串聯組成，其串聯接點接單片機U1的RESET腳。
[0008]本發(fā)明的技術解決方案中所述的單片機的振蕩電路是由電容C6、C7串聯后與晶振Y1并聯接單片機U1的XTAL1和XTAL2腳。
[0009]本裝置的優(yōu)點:
1、無需外接交流電源，也不需電池，將本發(fā)明和機車上的光電信號接口連接上后，直接利用接口上原來供光電傳感器的電源進行工作，使用方便；
2、輸出光電信號的同時顯不機車速度值；
3、輸出光電信號穩(wěn)定，調整方便。調整時輸出信號無突跳現象；
4、體積小，重量輕，維護方便；本發(fā)明除了可作為提供速度信號裝置外，還可用于各種電了裝置的檢修過程中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的電原理圖。
【具體實施方式】
[0011]如圖1所示，本發(fā)明的對外接口采用7芯插座，其中3、7腳并聯，是電源輸入正端，
2、5腳并聯,是光電信號輸出正端，1、6腳并聯,是電源輸入負端和光電信號的輸出負端。
[0012]本發(fā)明的電源采用原供給機車光電傳感器的+15V電源。電源正極通過插座的3、7腳輸入，電源負極通過插座的1、6腳輸入。+15V電源接入后先通過開關Kl和保險F1，K1是裝置的工作開關。為了防止機車上光電信號接口內的電源反置，電路中又串聯了一個防接反二極管D1，這樣可以防止機車上的線路接錯時損壞本發(fā)明。閉合開關Kl后并聯在電源兩端的發(fā)光二極管LEDl發(fā)亮，可提示使用者本發(fā)明可以正常工作。單片機U1工作需要+5V電源，本發(fā)明采用DC15V變DC5V的電源模塊DC/DC1，輸出DC+5V電源供單片機U1使用。為了防止干擾，采用的DC/DC1電源模塊是隔離電源模塊，即其輸出的+5V的和輸入的+15V的是不共地的。在電源模塊DC//DC1輸入輸出端上分別并聯有電容Cp C2和C3、C4組成的濾波電容。
[0013]本發(fā)明的控制部分:本發(fā)明的控制核心是自帶程序存儲器的AT89C52單片機Ul，它是根據存儲器內的軟件來工作的。單片機U1的EA/Vpp腳接+5V。對內燃機車來說:機車速度=光電信號頻率/16.842。對電力機車來說，機車速度=光電信號頻率/14.147。本發(fā)明輸出占空比為50%的方波，即正波和負波(此處負波指輸出0V)周期相等的方波，正波和負波的周期時間是由單片機U1內的定時器來延時的，不同的機車速度對應不同的定時器時間；本發(fā)明設有升速按鈕ANl和降速按鈕AN2。升速按鈕ANl連接在單片機的Pl.0 口，降速按鈕AN2連接在單片機U1的Pl.1 口，上述兩個口上分別連接有兩個上拉電阻R3、R2。單片機U1不斷檢測這兩個按鈕是否按下，當按下升速按鈕ANl時，就將一個比原先的值小一些的延時值送入單片機U1內的定時器，以減小延時周期，提高輸出信號的頻率，即增大機車速度信號。當按下降速按鈕AN2時，則與之相反。在改變光電信號頻率時，輸出是連續(xù)不斷的，并不會因頻率的變化而中斷信號的輸出，這與實際的光電傳感器發(fā)出的信號是相同的。三位7段數碼管LED2用于顯示機車速度，單位為Km/h。數碼管LED2采用的是共陽型數碼管。其段碼輸入腳通過電阻RfRll接單片機U1的PO 口，其位碼輸入腳分別接三個PNP三極管Qf Q3的集電極，三極管Qf Q3的發(fā)射極共同接至+5V電源。單片機U1的P2.0-Ρ2.2通過電阻R14~R12分別接至三極管Qf Q3的基極，單片機U1通過控制三個三極管Qf Q3的通斷來控制三位數碼管LED2的顯示。電容C5和電阻R15串聯后接+5電源，電阻R15和電容仏串接接點接至單片機U1的RESET腳，組成單片機U1的上電復位電路。電容C6、C7串聯后與晶振Y1并聯接單片機U1的XTALl和XTAL2腳，組成單片機的振蕩電路，晶振Y1采用頻率12M的晶振。
[0014]本發(fā)明的輸出部分:單片機Uj5P3.0 口輸出方波信號至光電耦合器U2進行隔離，光電耦合器U2的輸入部分經過電阻RI6接+5V電源，輸出部分經過電阻R17接+15V電源。隔離后的信號送至三極管Q4的基極，再經三極管Q4放大后，由三極管Q4的集電極送出，接至7芯插座的2、5腳。三極管Q4的集電極通過電阻RI8接+15V電源，送出的光電信號空載時最大幅值約為電源電壓的+15V。
[0015]工作原理:將的輸出線插頭和機車上的光電信號接口連接，閉合開關K1則電源信號燈LED1亮，可以開始工作。數碼管LED2顯示的是相應的機車速度公里值。當按下升/降速按鈕AN1、AN2時，顯示的機車速度值也跟著變化。機車速度的改變是有級的，其改變的最小量為lKm/h。每按一下按鈕，則機車速度改變I Km/h。若長按按鈕，則機車速度快速改變，直到松開按鈕時止，或到速度的上、下限時止。此時數碼管LED2顯示的速度，既是輸出此速度下相應頻率的光電信號，在OKm/h時,無光電信號輸出。在閉合開關K1后,數碼管LED2顯不OKm/h,表不并未送出光電速度信號。按下升速按鈕AN1,則輸出速度信號由O Km/h開始上升，至150 Km/h為輸出信號上限。至150 Km/h后再按升速按鈕AN1，裝置不響應，仍保持輸出150 Km/h時的光電信號不變。按下降速按鈕AN2，則輸出速度信號由當前速度開始下降，至O Km/h為輸出信號下限。至O Km/h后再按降速按鈕AN2，裝置不響應，此時無速度信號輸出。若同時按下升/降速按鈕AN1、AN2，則響應事實上最先按下的那個按鈕。
【權利要求】
1.一種機車光電速度信號發(fā)生器，其特征是:在單片機U1的輸入端口 Pl.0和Pl.1上分別連接有升速按鈕AN1和降速按鈕AN2,單片機U1的RESET腳上連接有上電復位電路，XTALl和XTAL2腳上分別連接有單片機的振蕩電路；在單片機仏的輸出端口 P3.0上連接有光電I禹合器U2,光電f禹合器U2的輸出端接三極管Q4的基極，三極管Q4的輸出端接插座的2、5腳；在單片機仏的輸出端上連接有速度顯示裝置。
2.根據權利要求1所述的機車光電速度信號發(fā)生器，其特征是:所述的速度顯示裝置是接在單片機U1上的三位7段數碼管LED2,其段碼輸入腳通過電阻R4~R11接單片機U1的P0.0 口，其位碼輸入腳分別接三個三極管Q廣Q3的集電極，三個三極管Q廣Q3的發(fā)射極共接電源的正極，三個三極管Q廣Q3的基極分別通過電阻R1: R12接單片機U1的P2.0- P2.2端口。
3.根據權利要求1所述的機車光電速度信號發(fā)生器，其特征是:所述的單片機U1連接升、降速按鈕AN1和AN2的端口 Pl.0和Pl.1上連接有兩個上拉電阻R3、R2。
4.根據權利要求1所述的機車光電速度信號發(fā)生器，其特征是:所述的上電復位電路是由電容C5和電阻R15串聯組成，其串聯接點接單片機U1的RESET腳。
5.根據權利要求1所述的機車光電速度信號發(fā)生器，其特征是:所述的單片機的振蕩電路是由電容c6、C7 串聯后與晶振Y1并聯接單片機U1的XTAL1和XTAL2腳。
【文檔編號】G01M17/08GK103837354SQ201210481073
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月23日 優(yōu)先權日:2012年11月23日
【發(fā)明者】劉恒, 陳新友 申請人:南車洛陽機車有限公司