线束导通性测试装置设计

车忠志

线束导通性测试装置设计

车忠志

为了提高线束产品的质量，本文探讨了一种线束导通性测试装置的设计与实现，用来测试线束的导通性能。文中阐述了该装置的测试原理以及系统控制的组成设计。装置使用单片机作为自动控制部件，通过对单片机进行编程，根据对输入电平的检测，对线束插件的导通性给出测试结论，并且采用不同颜色的指示灯指示测试的结果。

目前随着家用电器、汽车等越来越智能化，内部电子器件的连接线束也越来越复杂，主要表现在两个方面，一是连接件增多，二是一条线束包含的导线数量增加。一般线束的生产要经过很多工序，属于劳动密集型产业，由于工人的熟练程度和工艺问题，往往会出现连接插头和导线之间或者导线内部出现断裂问题，导致导线存在导通性缺陷。如何检测生产线束在导通方面的性能，对于生产线束的企业提高供应产品的质量，防止不合格产品流入市场，是必须面对的问题。本文设计了一种用于测量线束导通性的装置，可用于检测线束，从而提高产品的质量。

导通测试装置的设计要求和组成

导通测试装置一般要和线束的插接测试平台相连，由普通工作人员使用，一般有以下几个要求

支持多点输入，一般10到100个输入点。

能直观显示测试结果，便于测试人员判断线束的好坏。

对于不合格产品，能方便定位是哪根导线存在导通性问题。

方便普通工人使用，测试速度快，操作简单。

基于以上要求的考虑，导通测试装置组成示意图如图1所示，主要由以下几部分组成。

输入系统：有输入接头、输入移位寄存器组成。设计输入接头以便和插件模具进行连接。

控制系统：主要由单片机组成。

输出系统：导通性指示灯、输出移位寄存器。用于指示测试结果和问题所在。

图1中，线束的公共端通过插件模具连接到电源的正端，另外一端通过其它模具连接到输入端。整个系统的工作过程如下，将线束插入到相应模具后，输入端将呈现低电平，当启动开始按钮命令后，在控制系统的控制下将多个输入点（多达几十个）读入到其内部，根据读入的高低电平数据，驱动对应的导通指示灯，可以用不同的颜色来区分每个连接线路的导通性。为达到更好的提示效果，对于导通良好的线路则对应的绿灯亮，不导通的线路对应的通道红灯亮。

多点输入输出设计

对于一条线束，往往包含多达几十根导线，比如汽车上的普通线束都包含三十根以上的导线，一般对于单片机很多引脚都有其特定的用途，尤其是增加显示屏和存储设备后，可使用的引脚数量往往有限。系统在设计时为了扩展输入输出点的数量，输入输出系统和单片机数据交换采有串行方式，实际设计时输入采用74HC165作为输入芯片，74HC165是8位并行输入串行输出移位寄存器，可在末级得到互斥的串行输出，当并行读取（PL）输入为低电平时，从D0到D7口输入的并行数据将被读取进寄存器内。而当PL为高时，数据在CP脉冲作用下可从DS输入端串行进入寄存器，在CP每个时钟脉冲的上升沿向右移动一位（Q0 → Q1 → Q2，等等）。利用这种特性，只要把Q7输出绑定到下一级的DS输入，即可实现并转串扩展。线束通过连接器接入到芯片对应的引脚，扩展输入使用多个74HC165相互级联，本设计多达8个以上。单片机2个独立引脚分别与PL和CP相连，最后一个74HC165的输出引脚Q7和单片机的一个输入引脚相连，输入只需要3个引脚就可以了。

输出可以采用74HC595，74HC595具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。 移位寄存器和存储器有相互独立的时钟。74HC595是串入并出带有锁存功能移位寄存器，在正常使用时ST_CP为低电平，OE为低电平。从DS每输入一位数据，串行输入时钟SH_ CP上升沿有效一次，直到所有数据输入完毕后，控制输出时钟ST_CP上升沿有效一次，此时，输入的数据就被送到了输出端。可以通过单片机的引脚控制相应的移位和输出。对于输出，分别使用四个引脚作为74HC595芯片的CE脚、OE脚、ST_CP脚、SH_CP脚四引脚的控制。这样对于单片机只需要7个引脚就可以完成输入输出的控制。

图1　装置组成框图

程序的编写与调试

本设计在实际当中，采用keil编程工具，整个程序的编写过程描述如下，实际设计中，输入采用8片74HC165，输出也采用8片74HC595，对于输入，8片74HC165的CP和PL脚全部相连，CE脚全部接GND，D0至D7引脚接线束，线束的另一端接公共端。当没有导线连通时，对于每一个芯片D0至D7输入为高电平，当有导线接通时，呈现低电平。当插接好导线，开始测试时，PL置低电平，先将D0至D7读入到74HC165内部寄存器中，然后PL置高电平并保持，8片74HC165在CP的控制下进行移位，通过和与Q7相连的引脚读取每一位信息。输出主要是根据输入的结果，写入74HC595，程序的逻辑简要描述如下：

WaitStartKeyDown（） //等待开始测试信号LockInputData（） //锁定输入数据

ReadInputData（） //将数据读入单片机

if 读入数据为高电平==TRUE

SetOutputData（1） //设置对应通道输出不合格else

SetOutputData（0） //设置对应通道输出合格WriteOutputData（） //将输出数据写入74HC595

EnableOutputData（） //输出结果，点亮指示灯。

另外在设计PCB板时要对每个集成芯片加入滤波电容，适当增加接地线和电源线的宽度，单片机控制器可以使用ARM或者C51单片机，按照前面描述的逻辑进行编写，下载到单片机中，测试程序运行是否稳定，符合逻辑。

结语

上述设计可以实现对导线完整性的测试，原理简单，测试结查显示直观，使用和维护都比较方便。通过检测可以提高生产线束的质量。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.24.019