2013年全国大学生电子设计竞赛
简易照明线路探测仪（K题）
【专科组】
2013年9月7日
简易照明线路探测仪（K题）
【专科组】
【摘要】本简易照明线路探测仪的设计是根据通电导线在其周围产生磁场的情况下，利用探测其磁场的方法，通过对通电导线所产生的磁场使探测磁头产生电压，对此探头电压进行采样放大，使其输出一定大小的波形，通过驱动蜂鸣器示意，从而达到对通电线缆的探测。该系统能够对60W白炽灯和11W节能灯通电导线所产生的微弱磁场进行探测，从而达到对带电线缆的扫描、记录带电线缆的走向。在探测结束后，该系统保存线缆位置方格序号，而且在必要时候能够随时查阅线缆位置走向。而且该系统对没有带电线缆走过的位置，探测仪不对地球磁场所产生的影响使系统产生误报，从而可以准确达到了检测指定位置是否有带电线缆，是理想的简易照明线路探测仪。 【关键词】照明线路； 磁场；探测仪
[Abstract] the design of simple lighting circuit detector is based on the electrical wire in electric current produces a magnetic field principle, using the method of detecting the magnetic field, by which produces to the electrified wire magnetic field makes the detection head generates a voltage, this voltage sampling probe amplification, so that the output of a certain size by driving waveform, buzzer hint, so as to achieve the detection of power cable. The system is capable of weak magnetic field generated by the 60W lamp and 11W lamp wire to detect, so as to achieve the charged cable scanning, recording live cable. In the end position detection, cable box number to save the system, but also can access at any time to cable position when necessary. And the system of no electric cable through the position, effect of the earth's magnetic field detector does not generate false positives generated by the system, which can accurately reach the designated position detection whether charged cable, is a simple lighting circuit ideal detector.
[keyword] lighting circuit； magnetic field； detector
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目 录
1 系统设计要求................................................................................................................................1 1.1 任务.........................................................................................................................................1 1.2 设计相关要求.........................................................................................................................1 2 系统方案论证与选择....................................................................................................................2 2.1 控制模块................................................... .............. .............. ...............................................2 2.2显示回放模块..........................................................................................................................3 2.3 探测模块.................................................................................................................................3 3系统理论分析与计算.....................................................................................................................4 3.1系统传感器的选用分析..........................................................................................................4 3.1.1传感器...............................................................................................................................4 3.1.2霍尔传感器.......................................................................................................................4 3.1.3磁阻效应法.......................................................................................................................4 3.2原理计算..................................................................................................................................4 4系统电路与程序设计.....................................................................................................................5 4.1电路的设计..............................................................................................................................5 4.1.1 系统总体框图..................................................................................................................5 4.1.2 探测子系统框图与蜂鸣器电路图..................................................................................5 4.1.3 键盘输入子系统与显示电路原理图..............................................................................6 4.1.4 电源.与单片机最小系统.................................................................................................7 4.2 程序的设计.............................................................................................................................7 4.2.1程序功能描述...................................................................................................................7 4.2.2程序流程图.......................................................................................................................8 5测试方案与测试结果.....................................................................................................................9 5.1测试方案..................................................................................................................................9 5.2测试条件与仪器......................................................................................................................9 5.3测试结果及分析......................................................................................................................9 5.3.1测试结果(数据).................................................................................................................9 5.4测试分析与结论....................................................................................................................10 6 结论与展望..................................................................................................................................10 参考文献：......................................................................................................................................10 附录：..............................................................................................................................................11 附录1：电路原理图........................................................................................................................11 附录2：源程序................................................................................................................................12
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简易照明线路探测仪（K题）
【专科组】
1系统设计要求
设计并制作具有显示器的简易照明线路探测仪，能在厚度为5mm的五合板正面探测出背面2根照明电缆的位置，电缆的布线如图1所示。
电缆一端与220V交流电源插座相连；另一端连接着大螺口（E27）灯座，并分别拧入60W白炽灯和11W节能灯，各灯的亮灭由开关控制。两根电缆以图钉侧边压扣或胶带粘贴的方式布设，布线可在7×7方格组成的区域内根据需要任意调整。如图1所示。
图1 布线示意图
1.1 任务
关闭60W白炽灯和11W节能灯，将节能灯的电缆按要求布设完毕后，将其点亮，手持探测仪在板正面扫描带电电缆的走向，2分钟之内探测到带电电缆时予以蜂鸣示意。探测结束后，探测仪回放显示带电电缆位置的方格号序列。
1.2设计相关要求
1.2.1 基本要求
（1）关闭60W白炽灯和11W节能灯，将节能灯的电缆按要求布设完毕后，将其点亮，手持探测仪在板正面扫描带电电缆的走向，探测到带电电缆时予以蜂鸣示意。
（2）要求2分钟之内完成上述探测任务。
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（3）探测结束后，探测仪能回放显示带电电缆位置的方格号序列。 1.2.2 发挥部分
（1）关闭11W节能灯，点亮白炽灯，仿照上述基本要求完成对白炽灯电缆走向的探测任务。
（2）先关闭两盏灯，改变2根电缆的布设，并使其间隔不小于一个方格，然后再点亮两灯。要求探测仪能在1分钟内准确探测出5个指定位置是否有60W白炽灯带电电缆。
（3）先关闭两盏灯，改变2根电缆的布设，并使其局部间隔小于一个方格，然后再点亮两灯。要求探测仪能在2分钟内准确探测出5个指定位置是否有60W白炽灯带电电缆。
（4）其他。
2系统方案论证与选择
根据题目要求，系统可以划分为电源部分、探测部分、控制部分和显示部分。其中信号检测部分主要完成通电与不同线路检测。显示部分包括：蜂鸣器模块、显示模块。
系统模块框图如图2所示。
图2 系统模块图
为实现各模块的功能，分别作了几种不同的设计方案并进行了论证。
2.1 控制模块
方案一：选用PIC、AVR或凌阳SPCE061A等作为控制核心；这些单片机资源丰富，
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