是瞬间进行的。发送脉冲以后，引脚保持高电平，在附录中的中单稳触发器的引脚也保持高电平，经过非门，变为，使得三极管处于截止状态以脉冲不能加到被测线路上。而此时附录中的各点状态如下表表各点状态这时，为，的状态保持不变，不会触发。同时，为，仍处于无效状态，指示灯不会亮计数装置已正在计数，整个系统处于新的待发状态。反射波的接收过程本次设计中，主要利用低压脉冲波来检测通信线路故障。图画出低压脉冲波对短路断路故障的反射波形。据图分析可得，当发生断路故障时，返回波值为负，取为当发生短路故障时，返回值为正，取为而当线路无故障时，返回的波值为。此时附录图中，各点的状态如下表所示当为时，为，为，三态门满足条件，输出为为，为，三态门不满足条件，没有信号。当为时，输出无，为，三态门不满足条件，输出无输出无，为，三态门不满足条件，无。当为时，为，为，三态门不满足条件，输出无为，位，三态门满足条件，输出为。上述分析中，为无，说明不是高电平，也不是低电平，而是介于高低电平之间的种状态，是不满足工作要求的。无无也是同样情况。在附录中，各点的状态如下表表，依上表各采样点所示，当有脉冲波返回时，均发生瞬时变化由到此时单稳触发器开始工作，在线上引起脉冲跳变先到，再由到，由于系统中断负跳变触发是由软件设置的，即当由变到时，就触发中断，然后继续进行后续的数据处理。发生瞬时变化由到时，触发器在时钟的控制下工作，为时为，绿灯亮，显示为短路故障为时，为，红见图图系统主控电路程序流程图系统初始化关所有中断是否检测功键是检测功能键启动计数器清计数器开中断循环等待拨码盘拨码盘附录信号发射电路图老练桌面新建文件夹设计部件图发射控制电路电缆内部平衡电路接收电路附录信号接收电路图老练桌面新建文件夹设计部件图在同电流值分别得到的外量子效率进行对比。表电流图外量子效率曲线图程序图程序结果的图其中，当电流为时，得到最大外量子效率。由算例的结果曲线和表格对比，可知程序和语言程序所得结果相同。算例二亮度由程序得到的亮度曲线图与用语言程序得到的亮度表格画出的图进行对比如图所示。表是对程序和语言程序在同电流值分别得到的亮度进行对比。表电流亮度图亮度曲线图程序图程序结果的图其中，当电流为时，得到最大亮度。效率由程序得到的效率曲线图与用语言程序得到的效率表格画出的图进行对比如图所示。表是对程序和语言程序在同电流值分别得到的效率进行对比。图效率曲线图程序图程序结果的图表电流效率其中，当电流为和时，得到最大效率。外量子效率百分点由程序得到的效率曲线图与用语言程序得到的外量子效率表格画出的图进行对比如图所示。表是对程序和语言程序在同电流值分别得到的外量子效率进行对比。图外量子效率曲线图程序图程序结果的图表电流其中，当电流为和时，得到最大外量子效率。由算例二的结果曲线和表格对比，可知程序和语言程序所得结果相同。本章小结本章主要是进行对程序的验证，包括验证程序语言程序和结果验证。编制语言验证程序计算灯亮，显示为断路故障。与此同时的变化也引起计数器停止计数。以上的发射波接收是瞬间完成的，各点的变化也是瞬间进行的。上述的线路作用是有定范围的，超过了测量的范围，上述分析的电路也就没有多少意义了。所以还必须配合软件设计，即利用定时器中断来加以判别。信号发射电路接收电路，和主控单元配合能完成设计工作，即给被测电缆加上测试波，能及时准确的接收反射回来的故障波形，并将结果通过数码管和发光二极管显示出来。综上所述，对系统工作过程的分析是从理论上说的，在实际的现场中可能会存在定的差别，但由于脉冲测试的时间非常之短，实际中也有可能实现。但还得考虑现场环境因素的影响，还必须有抗干扰能力和防止误操作能力，仅通过对引脚和定时器的控制是不够的，系统还须有其它辅助电路。第章系统部分软件的设计要完成本次测试仪的设计，除对系统主控部分和发射电路接收电路的硬件设计，还必须对系统主控单元进行主程序的设计和中断程序的设计。软件部分能实现硬件系统功能，而且也能提高系统的抗干扰能力和提高系统的精确度。本次软件设计主程序和中断程序采用汇编语言，考虑到本次设计的仪器是在错综复杂的环境中应用的，仅仅用上上述所说的硬件抗干扰电路还不够，必须在软件编程中加上软件看门狗程序，防止程序跑飞。主程序设计系统主电路初始化主程序中芯片中的定时器控制方式包括定时计数器方式控制字定时器控制寄存器。下面简要介绍其工作原理表定时器方式控制字的格式由上表可见，的高位控制低位控制。计数器工作方式选择位。当时，选择或为计数器方式当时，选择定时器工作方式。本次设计选用即为定时器，为计数器。工作方式控制位，用户无论选择计数器方式还是定时器方式，均有种工作方式组合对应，位，即选用位计数器方式位，即此方式下分成两个位计数器，停止计数。软件门控位该位和其它几个条件起通过逻辑电路控制定时器的启动或停止。当，时启动。时，则启动计数器工作的条件还需有两个条件满足，即和。当系统产生中断时，为避免引起其它中断，还需设中断优先级。中断允许寄存器进行简要说明表中断允许寄存器中断允许禁止总控制位。启动中断允许时，。串行口中断控制位。由于此次设计没用到串行口，所以，设为禁止。由于本次设计要用到外部中断和定时器，所以设中断允许。主程序框图主程序框图时，主控系统将引脚发生电平正跳变，即引脚，在附录中的单稳态触发器的引脚发生，经过非门后变为，使与之相连的三极管短时导通，进而低压负脉冲波可以加到测试线路上，开始测试。而此时接收电路上的各点状态已开始变化。如下表表附录此时各点状态因为，当由到跳变时，的状态不定，因而的状态也不确定。而，当发生瞬间变化由到，则也瞬间变化由变到由于是单稳态触发器，所以又发生瞬时变化由变到，由于的状态不定，因而的状态也不定。当瞬时变化由变到，并不能引起状态的变化，不会触发中断。而当瞬时变化由变到，也不能引起状态的变化，指示灯依旧不亮但这变化却使计数装置的开始工作，计数开始。需要说明的是，脉冲的发射是在瞬间完成的，各点的变化也亮度单合控制完成各种预定功能。为了充分发挥优越的性能价格比，在设计上尽量做到硬件软化，进步体现软件编程的灵活性，使系统硬件设计得到简化。系统软件采用单片机汇编语言编写，采用了模块化结构设计。为增强系统的实时性，对那些偶然事件采用中断方式处理，主程序主要用于系统的控制和管理。软件设计时，首先是做好准备工作，即读出每个按键的键值，并检查数码管是否可以正确显示所有数字。电路设计时是按模块设计的，软件设计也样，采用中断子程序方式，首先编写大概的主程序，然后理出所需设计的子程序并逐个分析和设计子程序，编写出子程序后应给予编译检查，若有再更正直到通过编译即没有语法，等每个子程序编写完以后，再修改主程序完成整体的程序编写，最后在将程序进行调试。串行接口总线技术是公司推出的串行总线技术，它是在器件之间实现同步串行数据传输的技术，是种采用两线制数据线和时钟线通信的标准总线。总线主要有以下几个特征数据传输只需两根通信线，即数据线和时钟线。总线模式包括主发送模式主接收模式从发送模式从接收模式。每个连接到总线的器件都必须有唯的器件地址，通过这个地址，主器件可以对从器件寻址。具有冲突检测和仲裁机制，以保证数据传输的可靠性和完整性。传输速度高，标准模式下数据传输率可达，快速模式下可达，高速模式下可达。由于总线接口引脚内部采用漏极开路工艺，所以总线上要接上拉电阻。连接到总线上器件数量受到总线最大电容负载的限制总线的时序次完整的总线时序过程由起始信号，地址信号，应答信号，字节数据信号和停止信号等几部分组成。起始和停止信号。在次通信的过程中，应该有个起始信号和停止信号。在总线协议中，起始信号和停止信号都是又主器件产生的。起始信号表明次总线传输的开始，停止信号表明通信的结束。当线为高电平时，线由高电平的到低电平的负跳变定义为起始信号，而由低电平到高电平的正跳变被定义为停止信号。器件地址。总线上每个器件都有唯的地址，每次发送器发送起始信号后，必须接着发出个字节的地址信息，以选取连接在总线上的个器件。从器件地址占用个字节，其地址占用用共位，位是数据传送方向又称读写选择位。当时，表示主器件向从器件读数据，表示主器件向从器件写数据。串行接口采用串行方式与微处理器通信，串行数据从引脚送入芯片，并由端同步。当片选信号变为低电平后，引脚上的数据在的上升沿被写入的缓冲寄存器中。的指令结构有三种类型不带数据的纯指令，指令的宽度为个，即微处理器需发送个脉冲。带有数据的指令，指令宽度为，即微处理器需发送个指令。读取键盘指令，宽度为，前个位微处理器发送到的指令，后个为返回的键盘代码。执行此指令时，的端在第九个脉冲的上升沿变为输出状态，并与第十六个脉冲的下降沿恢复为输入状态，等待接受下个指令。串行接口的时序如下图纯指令带数据指令读键盘指令主程序模块主程序主要完成初始化显示处理送显示键盘扫描以及键处理等功能，其中初始化又涉功能强等特点，在工业控制智能仪表航天航空设备机器人家电产品等领域得到了广泛应用。掌握好单片机应用是瞬间进行的。发送脉冲以后，引脚保持高电平，在附录中的中单稳触发器的引脚也保持高电平，经过非门，变为，使得三极管处于截止状态以脉冲不能加到被测线路上。而此时附录中的各点状态如下表表各点状态这时，为，的状态保持不变，不会触发。同时，为，仍处于无效状态，指示灯不会亮计数装置已正在计数，整个系统处于新的待发状态。反射波的接收过程本次设计中，主要利用低压脉冲波来检测通信线路故障。图画出低压脉冲波对短路断路故障的反射波形。据图分析可得，当发生断路故障时，返回波值为负，取为当发生短路故障时，返回值为正，取为而当线路无故障时，返回的波值为。此时附录图中，各点的状态如下表所示当为时，为，为，三态门满足条件，输出为为，为，三态门不满足条件，没有信号。当为时，输出无，为，三态门不满足条件，输出无输出无，为，三态门不满足条件，无。当为时，为，为，三态门不满足条件，输出无为，位，三态门满足条件，输出为。上述分析中，为无，说明不是高电平，也不是低电平，而是介于高低电平之间的种状态，是不满足工作要求的。无无也是同样情况。在附录中，各点的状态如下表表，依上表各采样点所示，当有脉冲波返回时，均发生瞬时变化由到此时单稳触发器开始工作，在线上引起脉冲跳变先到，再由到，由于系统中断负跳变触发是由软件设置的，即当由变到时，就触发中断，然后继续进行后续的数据处理。发生瞬时变化由到时，触发器在时钟的控制下工作，为时为，绿灯亮，显示为短路故障为时，为，红见图图系统主控电路程序流程图系统初始化关所有中断是否检测功键是检测功能键启动计数器清计数器开中断循环等待拨码盘拨码盘附录信号发射电路图老练桌面新建文件夹设计部件图发射控制电路电缆内部平衡电路接收电路附录信号接收电路图老练桌面新建文件夹设计部件图在同电流值分别得到的外量子效率进行对比。表电流图外量子效率曲线图程序图程序结果的图其中，当电流为时，得到最大外量子效率。由算例的结果曲线和表格对比，可知程序和语言程序所得结果相同。算例二亮度由程序得到的亮度曲线图与用语言程序得到的亮度表格画出的图进行对比如图所示。表是对程序和语言程序在同电流值分别得到的亮度进行对比。表电流亮度图亮度曲线图程序图程序结果的图其中，当电流为时，得到最大亮度。效率由程序得到的效率曲线图与用语言程序得到的效率表格画出的图进行对比如图所示。表是对程序和语言程序在同电流值分别得到的效率进行对比。图效率曲线图程序图程序结果的图表电流效率其中，当电流为和时，得到最大效率。外量子效率百分点由程序得到的效率曲线图与用语言程序得到的外量子效率表格画出的图进行对比如图所示。表是对程序和语言程序在同电流值分别得到的外量子效率进行对比。图外量子效率曲线图程序图程序结果的图表电流其中，当电流为和时，得到最大外量子效率。由算例二的结果曲线和表格对比，可知程序和语言程序所得结果相同。本章小结本章主要是进行对程序的验证，包括验证程序语言程序和结果验证。编制语言验证程序计算