SPE61A單片機為核心開發新式驗電器的設計思想和方法

在本系統中，SPE61A單片機主要監測和處理輸入信號。在接收到來自信號處理模塊的信號后單片機將相應的判斷，并將處理結果發送到后續電路。

4 語音模塊

語音提示信息處理由SPE61A自帶的語音模塊完成。本系統中直接在該模塊中外接功放電路和喇叭，語音提示信息通過外接喇叭發出。

5 指示模塊

指示模塊由兩只發光二極管組成，分別為紅色和綠色，紅色表示有電，綠色表示無電。由于SPE61A端口有足夠的驅動能力，因此，本系統中直接將發光二極管接入到單片機端口中。

圖3 信號傳送

6 信號發傳送模塊

本驗電器不僅要把高壓線是否帶電狀況在指示模塊中顯示出來，還要將該信號送往室內監控計算機中進行監控。如果將信號通過驗電器裝置發送到計算機就遇到一個共地線問題，要讓計算機正確地識別驗電器傳送過來的信號就必須使計算機和驗電器共一個地線，否則，會因傳送線路過長不共地線而導致計算機識別信號出錯。本裝置的信號傳送方式如圖3所示，由計算機發送信號，驗電器內部通過繼電器開關來控制有電或無電線路的導通或斷開，計算機接收由自己發送的經過繼電器開關送來的兩路信號，若有電線路送來高電平信號，則無電線路送來低電平，此時高壓線有電;若無電線路送來高電平信號，則有電線路送來低電平，高壓線無電，若兩路線路都送來高電平信號或低電平信號則電路出錯。

語音模塊中的功放電路、指示模塊中發光二極管和信號發送模塊中控制電路都以檢測地線作為地線，這樣就可以完成對傳感器傳輸線路的判斷，避免傳感器線路的斷開而發出錯誤的指示信息。

另外，由于硬件都必須在室外工作，因此，整個硬件設備都被安裝在以各特殊設計的防水金屬外殼中。

系統的軟件設計

圖4 軟件流程圖

系統軟件設計如圖4所示。在系統第一次上電運行時先初始化到有電狀態并將該信號端口中的指示模塊中顯示結果，調用語音子程序輸出語音提示信息。延時1s后將狀態鎖存。系統先對輸入端口進行掃描，再將掃描結果與鎖存器中數據進行比較，如果相同則直接清看門狗返回到端口掃描進入下一次循環,如果不相同則將掃描結果(有電或無電)輸出到端口中的指示模塊中顯示結果，然后調用語音子程序輸出語音提示信息，再清看門狗，返回到狀態鎖存，將本次采集的狀態信號進行鎖存，用于下一次采集信號時比較之用，然后進入下一次循環。為了保證系統能正常運行，在兩個分支循環中都設有清看門狗程序。

系統整個工作流程如下：第一次上電工作或重啟后工作顯示為有電狀態，并且發出有電語音提示，延時1秒后如果指示狀態沒有改變則表明線路有電，否則延時結束會改變指示狀態，并且有無電語音提示，表明線路無電。

另外，在語音輸出中語音提示為“線路上電，請注意安全”和“線路斷電”等兩句語音。

結束語

非接觸式驗電器在進行驗電工作時不需要與高壓線直接接觸，使用起來安全、方便。本文設計的驗電器采用單片機作為檢測和控制核心，在驗電提醒時兼有視覺和語音提示，系統信號穩定，可靠性高。