电缆测试箱的设计

摘要：电缆测试箱利用单片机控制，外加数码语音芯片及发光二极管实现了对多种专用电缆的测试，对有问题电缆给出语音提示，并通过发光二极管指出电缆中是哪一根芯线有问题。利用声、光的形式直观地对电缆进行判断，帮助维修人员快速确定电缆的故障部位，及大地缩短了电缆的维修时间。
关键词：单片机；数码语音芯片；电缆测试

0 引言
    某大型军工产品已装备部队多年，在部队的日常训练中，要经常把产品展开，训练完成后要撤收，每次展开撤收都要对电缆进行插拔操作，这样日积月累，产品中使用的电缆都有不同程度的损坏，影响了产品的日常训练。以前电缆的维修程序是，首先要判断电缆的好坏，一种方法是先找到相应的电缆图，对照图纸用三用表测电缆一端的每根针和另一端相关的针有无断路或短路的现象；另一种方法是换一个同样的电缆进行对比测试，这种方法有个局限就是产品中至少要有两根同样的电缆，并且确定电缆有问题以后还得对照图纸用三用表检测是哪根针出现问题，对于芯数较多的电缆，以上方法要花费较长的时间，影响产品的维修性。
    为了提高部队对电缆的检测及维修速度，特研制本电缆测试箱，能让维修人员快速定位电缆是否有故障，若有故障，可将故障定位到是哪根针有问题，协助维修人员快速修复电缆。

1 硬件设计
1．1 组成
    电缆测试箱可对系统中使用的各电缆(11种)进行检测。电缆测试箱由20个航空插座、电源模块、控制电路板、发光指示灯、喇叭等组成，各电缆对应的信号定义丝网漏印于电缆测试箱面板上，便于识别。外形布局如图l所示，可测试电缆如下：
    (1)油机一加固UPS；
    (2)加固UPS-交直流电源；
    (3)前端机一交直流电源；
    (4)数传机一交直流电源；
    (5)前端机一键盘显示器；
    (6)前端机一数传机；
    (7)当量探头-前端机；
    (8)测角探头一前端机；
    (9)测角探头一预处理器；
    (10)预处理器一前端机；
    (11)数传机一天线Q9头；
    以上11根电缆分别对应两个航空插头，测试时按名牌指示插入对应插头后，打开电源开关，即可自动完成测试。

1．2 电缆测试箱工作原理简介
    电缆测试箱的功能主要由控制电路板完成，控制电路板的原理框图如图2所示，主要由单片机89C51、24路数据输出接口、24路数据输入接口、显示处理部分、语音处理部分五部分组成。24路数据输入接口用于读入电缆一端的数据，由3片74HCl245组成；24路数据输出接口用于给电缆的一端写数据，由3片74HCT377组成；语音处理部分由数码语音芯片ISD2560、74HCT373、喇叭以及一些外围元器件组成；显示处理部分由3片74HCT377、24个发光二极管以及一些外围元器件组成。

    工作时，将被测

1．3．2 操作模式
    ISD2560内置了若干操作模式，可用最少的外围器件实现最多的功能。操作模式也由地址端控制；当最高两位都为l时，其它地址端置高就选择某个(或某几个)模式。操作模式可由微控制器也可由硬件实现。使用操作模式有两点要注意：1)所有操作最初都是从0地址，即存储空间的起始端开始。后续操作根据选用的模式可从其它地址开始。但是，电路由录转为放，或由放转为录时(M6模式除外)，或执行了掉电周期后，地址计数器复位为0。2)当CE变低，最高两地址位同高时，执行操作模式。这种操作模式一直有效，除非CE再次由高变低，芯片重新锁存当前的地址/模式端电平，然后执行相应操作。
    M0(信息检索)：快速跳过信息而不必知道其确切地址。CE每输入一个低脉冲，内部地址计器就跳到下一条信息，此模式仅用于放音，通常与M4同时使用。
    Ml(删除EOM标志)：使分段信息变为一条信息，仅在信息后保留一个EOM标志。这个模式完成后，录入的所有信息就变成一条连续的信息。
    M3(信息循环)：循环重入位于存储空间起始处的那条信息。一条信息可以完全占满存储空间，那么循环就从头至尾进行，这时OVE不变低。
    M4(连续寻址)：正常操作中，重放遇到EOM标志时，地址计数器会复位。M4禁止地址计数器复位，使得信息可连续录放或重放。
    M5(CE电平有效)：通常录音时CE为电平触发，放音时CE为边沿触发。本模式将放音时CE设置为电平触发，特别适用于需用CE终止放音的场合。操作为：CE变低后，芯片从内存起始放音，CE变高放音即刻停止。CE再变低后。仍从内存起处开始放音，除非M4也是高。
    M6(按键模式)：本模式的外围电路最简单；在录放结束，CE变高后，芯片自动进入节电模式。而且CE、PD、EOM的作用重新定义为：①CE(开始/暂停，低脉冲有效)：CE端的下降沿控制操作的开始和暂停。当芯片不录不放时，CE端的下降沿就启动录/放操作。之后，如果在芯片没遇到EOM标志(放音时)或没发生溢出，再来一个CE下降沿将暂停当前操作。暂停后，地址并不复位，再来一个CE下降沿后从暂停处继续操作。②PD(停止／复位，高脉冲有效)：PD端的上升沿停止当前录傲操作，并复位地址。③EOM(运行指示)：EOM变高表示录傲操作正在进行，可驱动LED等。

2 软件
2．1 语音芯片中声音的采集及写入
    首先要将需要写入的“声音”进行录音，对录音生成的声音文件进行一定的处理。将处理完成的声音文件通过专用的录入设备，将相应的声音文件分段写入到ISD2560芯片中。(本文略)
2．2 系统软件
    89C5l内置4K Flash程序存储器，用来存放程序。程序流程如图4所示。

3  结束语

    本电缆测试箱已装备部队，经过实践检验，性能稳定、可靠。可将电缆的检查与修复时间缩短到原来的20%左右，极大地提高了产品的维修性，受到了部队的好评。经过简单的修改后，可将本系统应用了其它类似的产品。