机车光电速度信号发生器的制造方法
【专利摘要】本发明的名称是机车光电速度信号发生器，涉及一种机车检修试验时，为机车提供产生光电速度信号的发生装置。它主要是解决已知光电速度信号是由安装在机车轮对轴端的光电传感器提供的，使用时需外接220V电源，很不方便，试验时需将光电传感器从机车上拆下，工作繁琐，且信号不稳定的问题。本发明是在单片机U1的输入端口P1.0和P1.1上分别连接有升速按钮AN1和降速按钮AN2，单片机U1的RESET脚上连接有上电复位电路，XTAL1和XTAL2脚上分别连接有单片机的振荡电路；在单片机U1的输出端口P3.0上连接有光电耦合器U2，光电耦合器U2的输出端接三极管Q4的基极，三极管Q4的输出端接插座的2、5脚；在单片机U1的输出端上连接有速度显示装置。本发明不需外接电源，使用方便，可以人直接显示机车速度值，信号稳定，工作效率高，且体积小，重量轻，维护方便。
【专利说明】机车光电速度信号发生器
【技术领域】
[0001]本发明属于机车检修试验【技术领域】，具体涉及一种机车检修试验时，为机车提供产生光电速度信号的发生装置。
【背景技术】
[0002]在机车修理过程中，常需要在机车静止状态下对机车上的过渡装置等进行模拟试验，这就需要提供一个可调整频率的光电速度信号，以供给过渡装置使用。当改变了光电速度信号的频率，就是模拟改变了机车的速度。在机车上，光电速度信号是由安装在轮对轴端的光电传感器提供的，而只有光电传感器旋转起来，它才能发出光电速度信号。在目前，米用了一个电动旋转装置，使用时将光电传感器装入电动旋转装置中使其旋转而发出光电速度信号。这 种方法有很多缺点:1、电动旋转装置需要交流220V电源，在使用时必须有外电源的支持，一旦机车停放在库外，必须要牵出很长的电源线，使用很不方便。2、输出光电信号时不能同时显示机车速度值，要想知道机车速度必须上机车去看速度表。3、试验时需从机车上拆下光电传感器，试验完毕后还要再装上，工作较繁琐。4、光电信号输出不稳定，在改变光电信号频率时有突跳现象。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对上述不足，而提出的一种可以提高试验时的准确性，工作效率高，直接产生稳定、可调的光电速度信号的光电速度信号发生器。
[0004]本发明的技术解决方案是:光电速度信号发生器是:在单片机!^的输入端口 Pl.0和Pl.1上分别连接有升速按钮AN1和降速按钮AN2,单片机U1的RESET脚上连接有上电复位电路，XTALl和XTAL2脚上分别连接有单片机的振荡电路；在单片机U1的输出端口 P3.0上连接有光电耦合器U2，光电耦合器U2的输出端接三极管Q4的基极，三极管Q4的输出端接插座的2、5脚；在单片机U1的输出端上连接有速度显示装置。
[0005]本发明的技术解决方案中所述的速度显示装置是接在单片机U1上的三位7段数码管LED2，其段码输入脚通过电阻R4~R11接单片机U1的P0.0 口，其位码输入脚分别接三个三极管Q广Q3的集电极，三个三极管Q广Q3的发射极共接电源的正极，三个三极管Q广Q3的基极分别通过电阻R1: R12接单片机U1的P2.0- P2.2端口。
[0006]本发明的技术解决方案中所述的单片机U1连接升、降速按钮AN1和AN2的端口Pl.0和Pl.1上连接有两个上拉电阻R3、R2。
[0007]本发明的技术解决方案中所述的上电复位电路是由电容C5和电阻R15串联组成，其串联接点接单片机U1的RESET脚。
[0008]本发明的技术解决方案中所述的单片机的振荡电路是由电容C6、C7串联后与晶振Y1并联接单片机U1的XTAL1和XTAL2脚。
[0009]本装置的优点:
1、无需外接交流电源，也不需电池，将本发明和机车上的光电信号接口连接上后，直接利用接口上原来供光电传感器的电源进行工作，使用方便；
2、输出光电信号的同时显不机车速度值；
3、输出光电信号稳定，调整方便。调整时输出信号无突跳现象；
4、体积小，重量轻，维护方便；本发明除了可作为提供速度信号装置外，还可用于各种电了装置的检修过程中。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本发明的电原理图。
【具体实施方式】
[0011]如图1所示，本发明的对外接口采用7芯插座，其中3、7脚并联，是电源输入正端，
2、5脚并联,是光电信号输出正端，1、6脚并联,是电源输入负端和光电信号的输出负端。
[0012]本发明的电源采用原供给机车光电传感器的+15V电源。电源正极通过插座的3、7脚输入，电源负极通过插座的1、6脚输入。+15V电源接入后先通过开关Kl和保险F1，K1是装置的工作开关。为了防止机车上光电信号接口内的电源反置，电路中又串联了一个防接反二极管D1，这样可以防止机车上的线路接错时损坏本发明。闭合开关Kl后并联在电源两端的发光二极管LEDl发亮，可提示使用者本发明可以正常工作。单片机U1工作需要+5V电源，本发明采用DC15V变DC5V的电源模块DC/DC1，输出DC+5V电源供单片机U1使用。为了防止干扰，采用的DC/DC1电源模块是隔离电源模块，即其输出的+5V的和输入的+15V的是不共地的。在电源模块DC//DC1输入输出端上分别并联有电容Cp C2和C3、C4组成的滤波电容。
[0013]本发明的控制部分:本发明的控制核心是自带程序存储器的AT89C52单片机Ul，它是根据存储器内的软件来工作的。单片机U1的EA/Vpp脚接+5V。对内燃机车来说:机车速度=光电信号频率/16.842。对电力机车来说，机车速度=光电信号频率/14.147。本发明输出占空比为50%的方波，即正波和负波(此处负波指输出0V)周期相等的方波，正波和负波的周期时间是由单片机U1内的定时器来延时的，不同的机车速度对应不同的定时器时间；本发明设有升速按钮ANl和降速按钮AN2。升速按钮ANl连接在单片机的Pl.0 口，降速按钮AN2连接在单片机U1的Pl.1 口，上述两个口上分别连接有两个上拉电阻R3、R2。单片机U1不断检测这两个按钮是否按下，当按下升速按钮ANl时，就将一个比原先的值小一些的延时值送入单片机U1内的定时器，以减小延时周期，提高输出信号的频率，即增大机车速度信号。当按下降速按钮AN2时，则与之相反。在改变光电信号频率时，输出是连续不断的，并不会因频率的变化而中断信号的输出，这与实际的光电传感器发出的信号是相同的。三位7段数码管LED2用于显示机车速度，单位为Km/h。数码管LED2采用的是共阳型数码管。其段码输入脚通过电阻RfRll接单片机U1的PO 口，其位码输入脚分别接三个PNP三极管Qf Q3的集电极，三极管Qf Q3的发射极共同接至+5V电源。单片机U1的P2.0-Ρ2.2通过电阻R14~R12分别接至三极管Qf Q3的基极，单片机U1通过控制三个三极管Qf Q3的通断来控制三位数码管LED2的显示。电容C5和电阻R15串联后接+5电源，电阻R15和电容仏串接接点接至单片机U1的RESET脚，组成单片机U1的上电复位电路。电容C6、C7串联后与晶振Y1并联接单片机U1的XTALl和XTAL2脚，组成单片机的振荡电路，晶振Y1采用频率12M的晶振。
[0014]本发明的输出部分:单片机Uj5P3.0 口输出方波信号至光电耦合器U2进行隔离，光电耦合器U2的输入部分经过电阻RI6接+5V电源，输出部分经过电阻R17接+15V电源。隔离后的信号送至三极管Q4的基极，再经三极管Q4放大后，由三极管Q4的集电极送出，接至7芯插座的2、5脚。三极管Q4的集电极通过电阻RI8接+15V电源，送出的光电信号空载时最大幅值约为电源电压的+15V。
[0015]工作原理:将的输出线插头和机车上的光电信号接口连接，闭合开关K1则电源信号灯LED1亮，可以开始工作。数码管LED2显示的是相应的机车速度公里值。当按下升/降速按钮AN1、AN2时，显示的机车速度值也跟着变化。机车速度的改变是有级的，其改变的最小量为lKm/h。每按一下按钮，则机车速度改变I Km/h。若长按按钮，则机车速度快速改变，直到松开按钮时止，或到速度的上、下限时止。此时数码管LED2显示的速度，既是输出此速度下相应频率的光电信号，在OKm/h时,无光电信号输出。在闭合开关K1后,数码管LED2显不OKm/h,表不并未送出光电速度信号。按下升速按钮AN1,则输出速度信号由O Km/h开始上升，至150 Km/h为输出信号上限。至150 Km/h后再按升速按钮AN1，装置不响应，仍保持输出150 Km/h时的光电信号不变。按下降速按钮AN2，则输出速度信号由当前速度开始下降，至O Km/h为输出信号下限。至O Km/h后再按降速按钮AN2，装置不响应，此时无速度信号输出。若同时按下升/降速按钮AN1、AN2，则响应事实上最先按下的那个按钮。
【权利要求】
1.一种机车光电速度信号发生器，其特征是:在单片机U1的输入端口 Pl.0和Pl.1上分别连接有升速按钮AN1和降速按钮AN2,单片机U1的RESET脚上连接有上电复位电路，XTALl和XTAL2脚上分别连接有单片机的振荡电路；在单片机仏的输出端口 P3.0上连接有光电I禹合器U2,光电f禹合器U2的输出端接三极管Q4的基极，三极管Q4的输出端接插座的2、5脚；在单片机仏的输出端上连接有速度显示装置。
2.根据权利要求1所述的机车光电速度信号发生器，其特征是:所述的速度显示装置是接在单片机U1上的三位7段数码管LED2,其段码输入脚通过电阻R4~R11接单片机U1的P0.0 口，其位码输入脚分别接三个三极管Q广Q3的集电极，三个三极管Q广Q3的发射极共接电源的正极，三个三极管Q广Q3的基极分别通过电阻R1: R12接单片机U1的P2.0- P2.2端口。
3.根据权利要求1所述的机车光电速度信号发生器，其特征是:所述的单片机U1连接升、降速按钮AN1和AN2的端口 Pl.0和Pl.1上连接有两个上拉电阻R3、R2。
4.根据权利要求1所述的机车光电速度信号发生器，其特征是:所述的上电复位电路是由电容C5和电阻R15串联组成，其串联接点接单片机U1的RESET脚。
5.根据权利要求1所述的机车光电速度信号发生器，其特征是:所述的单片机的振荡电路是由电容c6、C7 串联后与晶振Y1并联接单片机U1的XTAL1和XTAL2脚。
【文档编号】G01M17/08GK103837354SQ201210481073
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月23日 优先权日:2012年11月23日
【发明者】刘恒, 陈新友 申请人:南车洛阳机车有限公司