電纜測試箱的設計

摘要：電纜測試箱利用單片機控制，外加數碼語音芯片及發光二極管實現了對多種專用電纜的測試，對有問題電纜給出語音提示，并通過發光二極管指出電纜中是哪一根芯線有問題。利用聲、光的形式直觀地對電纜進行判斷，幫助維修人員快速確定電纜的故障部位，及大地縮短了電纜的維修時間。
關鍵詞：單片機；數碼語音芯片；電纜測試

0 引言
某大型軍工產品已裝備部隊多年，在部隊的日常訓練中，要經常把產品展開，訓練完成后要撤收，每次展開撤收都要對電纜進行插拔操作，這樣日積月累，產品中使用的電纜都有不同程度的損壞，影響了產品的日常訓練。以前電纜的維修程序是，首先要判斷電纜的好壞，一種方法是先找到相應的電纜圖，對照圖紙用三用表測電纜一端的每根針和另一端相關的針有無斷路或短路的現象；另一種方法是換一個同樣的電纜進行對比測試，這種方法有個局限就是產品中至少要有兩根同樣的電纜，并且確定電纜有問題以后還得對照圖紙用三用表檢測是哪根針出現問題，對于芯數較多的電纜，以上方法要花費較長的時間，影響產品的維修性。
為了提高部隊對電纜的檢測及維修速度，特研制本電纜測試箱，能讓維修人員快速定位電纜是否有故障，若有故障，可將故障定位到是哪根針有問題，協助維修人員快速修復電纜。

1 硬件設計
1．1 組成
電纜測試箱可對系統中使用的各電纜(11種)進行檢測。電纜測試箱由20個航空插座、電源模塊、控制電路板、發光指示燈、喇叭等組成，各電纜對應的信號定義絲網漏印于電纜測試箱面板上，便于識別。外形布局如圖l所示，可測試電纜如下：
(1)油機一加固UPS；
(2)加固UPS-交直流電源；
(3)前端機一交直流電源；
(4)數傳機一交直流電源；
(5)前端機一鍵盤顯示器；
(6)前端機一數傳機；
(7)當量探頭-前端機；
(8)測角探頭一前端機；
(9)測角探頭一預處理器；
(10)預處理器一前端機；
(11)數傳機一天線Q9頭；
以上11根電纜分別對應兩個航空插頭，測試時按名牌指示插入對應插頭后，打開電源開關，即可自動完成測試。

1．2 電纜測試箱工作原理簡介
電纜測試箱的功能主要由控制電路板完成，控制電路板的原理框圖如圖2所示，主要由單片機89C51、24路數據輸出接口、24路數據輸入接口、顯示處理部分、語音處理部分五部分組成。24路數據輸入接口用于讀入電纜一端的數據，由3片74HCl245組成；24路數據輸出接口用于給電纜的一端寫數據，由3片74HCT377組成；語音處理部分由數碼語音芯片ISD2560、74HCT373、喇叭以及一些外圍元器件組成；顯示處理部分由3片74HCT377、24個發光二極管以及一些外圍元器件組成。

工作時，將被測

1．3．2 操作模式
ISD2560內置了若干操作模式，可用最少的外圍器件實現最多的功能。操作模式也由地址端控制；當最高兩位都為l時，其它地址端置高就選擇某個(或某幾個)模式。操作模式可由微控制器也可由硬件實現。使用操作模式有兩點要注意：1)所有操作最初都是從0地址，即存儲空間的起始端開始。后續操作根據選用的模式可從其它地址開始。但是，電路由錄轉為放，或由放轉為錄時(M6模式除外)，或執行了掉電周期后，地址計數器復位為0。2)當CE變低，最高兩地址位同高時，執行操作模式。這種操作模式一直有效，除非CE再次由高變低，芯片重新鎖存當前的地址/模式端電平，然后執行相應操作。
M0(信息檢索)：快速跳過信息而不必知道其確切地址。CE每輸入一個低脈沖，內部地址計器就跳到下一條信息，此模式僅用于放音，通常與M4同時使用。
Ml(刪除EOM標志)：使分段信息變為一條信息，僅在信息后保留一個EOM標志。這個模式完成后，錄入的所有信息就變成一條連續的信息。
M3(信息循環)：循環重入位于存儲空間起始處的那條信息。一條信息可以完全占滿存儲空間，那么循環就從頭至尾進行，這時OVE不變低。
M4(連續尋址)：正常操作中，重放遇到EOM標志時，地址計數器會復位。M4禁止地址計數器復位，使得信息可連續錄放或重放。
M5(CE電平有效)：通常錄音時CE為電平觸發，放音時CE為邊沿觸發。本模式將放音時CE設置為電平觸發，特別適用于需用CE終止放音的場合。操作為：CE變低后，芯片從內存起始放音，CE變高放音即刻停止。CE再變低后。仍從內存起處開始放音，除非M4也是高。
M6(按鍵模式)：本模式的外圍電路最簡單；在錄放結束，CE變高后，芯片自動進入節電模式。而且CE、PD、EOM的作用重新定義為：①CE(開始/暫停，低脈沖有效)：CE端的下降沿控制操作的開始和暫停。當芯片不錄不放時，CE端的下降沿就啟動錄/放操作。之后，如果在芯片沒遇到EOM標志(放音時)或沒發生溢出，再來一個CE下降沿將暫停當前操作。暫停后，地址并不復位，再來一個CE下降沿后從暫停處繼續操作。②PD(停止／復位，高脈沖有效)：PD端的上升沿停止當前錄傲操作，并復位地址。③EOM(運行指示)：EOM變高表示錄傲操作正在進行，可驅動LED等。

2 軟件
2．1 語音芯片中聲音的采集及寫入
首先要將需要寫入的“聲音”進行錄音，對錄音生成的聲音文件進行一定的處理。將處理完成的聲音文件通過專用的錄入設備，將相應的聲音文件分段寫入到ISD2560芯片中。(本文略)
2．2 系統軟件
89C5l內置4K Flash程序存儲器，用來存放程序。程序流程如圖4所示。

3 結束語

本電纜測試箱已裝備部隊，經過實踐檢驗，性能穩定、可靠。可將電纜的檢查與修復時間縮短到原來的20%左右，極大地提高了產品的維修性，受到了部隊的好評。經過簡單的修改后，可將本系統應用了其它類似的產品。