保險絲動作時間測試系統及方法
2023-07-13 13:16:21 1
專利名稱：保險絲動作時間測試系統及方法
技術領域：
本發明涉及一種保險絲測試系統及方法，尤其是一種保險絲動作時 間測試系統及方法。
背景技術：
保險絲具有正溫度係數效應，可以廣泛應用於計算機外設、可充電 電池、電源、汽車電子以及電信設備的保護電路中，其具有體積小、種 類齊全、開關特性好、可反覆使用和不需維護等優點。保險絲是非線性 組件，其動作保護特性通常以經驗曲線形式給出，用戶通常採用查表法
進行應用範圍的選擇，需要對應用產品進行測試其動作時間(time to trip)是否在允許範圍之內，這樣使用不方便，且誤差較大。
各類保險絲的應用範圍不同，其設計的動作時間也有所不同，並且 由於各種不同產品在避免短路故障的關鍵就在於限制故障電路所需的時 間，而這時間也就是所述的動作時間。目前，主要是通過示波器來確定 動作時間，由於該動作時間較短， 一般不超過10秒鐘，可恢復保險絲就 會由低阻狀態變為高阻狀態。然而，使用示波器操作極不方便，需要熟 悉示波器操作的人員進行操作，並且不宜長時間測試，在示波器表頭接 觸與斷開^^皮測產品時，測試的動作時間 一般都存在誤差。
發明內容
鑑於以上內容，有必要提出一種保險絲動作時間測試系統，通過控 制電路啟動微處理器的計數器對時鐘脈衝計數來測試保險絲的動作時 間，用戶只需接通待測保險絲就可將測試數據顯示在顯示器上。鑑於以上內容，還有必要提出 一種4呆險絲動作時間測試方法，通過 控制電路啟動微處理器的計數器對時鐘脈沖計數來測試保險絲的動作時 問，用戶只需接通待測保險絲就可將測試數據顯示在顯示器上。
一種保險絲動作時間測試系統包括微處理器、控制電路、反饋電路
以及七段顯示器。該微處理器通過埠P3與控制電路連接，通過埠P12 與反饋電路連接，並通過埠P0、 P1和P2分別與對應的七段顯示器連 接。所述控制電路與反饋電路連接，該控制電路用於當接收微處理器輸 出的高電頻時獲取待測保險絲的測試電壓，並輸出所述測試電壓至反饋 電路。所述反饋電路用於提供一個預設電壓，比較所述測試電壓與預設 電壓的高4氐，當所述測試電壓高於預i殳電壓時，產生外部中斷信號並通 過埠P12輸出至微處理器。所述微處理器，用於通過埠P3輸出高電頻 與低電頻來打開與關閉控制電路，接收反饋電路產生的外部中斷信號， 啟動外部中斷處理程序產生時鐘脈衝並對每一個時鐘脈衝進行計數，將 該計數值轉化為時間值，以及通過埠 P0 、 P1和P2將該時間值分別輸出 到對應的七段顯示器。所述七段顯示器，用於接收微處理器輸出的時間 值，以及根據該時間值顯示待測保險絲的動作時間。
一種保險絲動作時間測試方法，利用微處理器、控制電路、反饋電 路以及七段顯示器測試保險絲的動作時間，該微處理器通過埠 P3與控 制電路連接，通過埠 P12與反饋電路連接，並通過埠 P、 Pl和P2 分別與對應的七段顯示器連接，該控制電路與反饋電路連接。該保險絲 動作時間測試方法包括以下步驟(a)控制電路獲取待測保險絲兩端的測 試電壓，並將該測試電壓輸出至反饋電路；(b)反饋電路比較該測試電壓 與預先設定的預設電壓的高低，當測試電壓高於預設電壓時，產生外部 中斷信號並通過埠 P12輸入微處理器，該微處理器包括控制器、振蕩 器、分頻器、繼電器、計數器以及寄存器；(c)控制器設置微處理器的端 口 P3處於高電頻，導通繼電器使振蕩器產生脈沖信號；(d)通過分頻器對 該脈衝信號進行十二分頻後產生時鐘脈衝；(e)啟動計數器對每一個時鐘 脈沖進行計數，將所述計數值轉化為時間值，並將該時間值暫存於寄存
器中；(f)通過微處理器的埠 po. pi和p2將所述時間值分別輸出到七 段顯示器顯示出待測保險絲的動作時間，
其中步驟(e)包括如下步驟設定當計數器每計10000個時鐘脈衝 時，溢出位TF為"1",否則溢出位TF為"0";判斷溢出位TF是否 為"1";若溢出位TF為"0"，則計數器對時鐘脈衝進行計數；若溢出 位TF為"1",則將寄存器的數據存儲位Rl值加"1";判斷Rl值是 否等於"9";若Rl值不等於"9",則計數器對時鐘脈沖進行計數；若 Rl值等於"9",則將R1值清"0",並將寄存器的數據存儲位R2值加 "1";判斷R2值是否等於"9";若R2值不等於"9",則計數器對時 鍾脈衝進行計數；若R2值等於"9"，則將R2值清"0",則將寄存器 的數據存儲位R3值加"1"。
更進一步地，其中步驟(f)包括如下步驟分別獲取寄存器的數據存 儲位R1、 R2和R3值作為時間值的個位數、十位數和百位數；查找所述 時間值的個位數、十位數和百位數對應的字形碼；通過微處理器的埠 P0、 Pl和P2將所述字形碼分別輸出到對應的七段顯示器顯示待測保險 絲的動作時間。
相較於現有技術，所述的保險絲動作時間測試系統及方法，其控制 電路簡單，操作方便，且成本較低，用戶只需接通待測保險絲就可準確
地測試出保險絲的動作時間，可廣泛應用在零件設計選用，產品失效分 析及零件承認與功能量測方面。
圖1是本發明保險絲動作時間測試系統較佳實施例的硬體架構圖。 圖2是圖1中的微處理器1處理時鐘脈沖的原理圖。 圖3是本發明保險絲動作時間測試方法較佳實施例的流程圖。 圖4是圖3中的處理外部中斷的方法流程圖。
具體實施例方式
參照圖1所示，是本發明保險絲動作時間測試系統較佳實施例的硬 件架構圖。該系統包括微處理器1、控爭'1電路2、反饋電路3以及七段^
示器4。該農t處理器l通過埠 P3與控制電^各2連接，通過埠 P12與 反饋電路3連接，並通過埠 P0、 Pl和P2分別與三個七段顯示器4連 接。該控制電路2直接與反饋電路3連接，該控制電路2具有兩個測試 頭，用於在測試待測保險絲5的動作時間時直接連接到待測保險絲5。
所述微處理器1可以是一種可編程的型號為8031的單片機，用於通 過埠 P3輸出高低電頻來打開與關閉控制電路2,接收反饋電路3產生 的外部中斷信號(INTO)，啟動外部中斷處理程序產生脈衝信號並對每 一個時鐘脈沖的時間間隔進行計數，將該時鐘脈衝轉化為時間信號，以 及通過埠 PO、 Pl和P2分別將時間信號輸出至三個七段顯示器4。所 述控制電路2用於當接收到來自微處理器1輸出的高電頻時，獲取待測 保險絲5的測試電壓，並輸出該測試電壓至反饋電路3，所述待測保險絲 5兩端的測試電壓是由一個外部電源提供，該電壓值可以根據需要來調節 測試電壓的大小。當接收到微處理器1輸出的低電頻時，控制電路2斷 開與待測保險絲的連接。所述反饋電路3用於比較所述測試電壓與預設 電壓的高低，當測試電壓高於預設電壓時，產生 一 外部中斷信號 (INTO)並通過埠 P12輸出至微處理器1，所述預設電壓是在反饋電 路3中預先設定的一個恆定不變的電壓。所述三個七段顯示器4用於接 收微處理器l輸出的時間信號，根據該時間信號顯示時間，該時間即為 待測保險絲的動作時間。
參照圖2所示，是圖1中的微處理器1處理時鐘脈衝的原理圖。當微 處理器l從埠 P12接收到反饋電路產生的外部中斷信號時，振蕩器11 隨即產生脈衝信號。分頻器12將該脈衝信號進行十二分頻後獲得時鐘脈 沖。由于振蕩器11產生的脈衝信號頻率很準確，所以產生該時鐘脈衝的 時間間隔也4艮準確，由此可知時鐘脈衝的間隔與振蕩器11的頻率有關。 本實施方式中，振蕩器11的震蕩頻率為12MHz，則該振蕩器U產生脈 沖信號的頻率為12MHz,提供給計數器15的脈沖信號的時間間隔為 12MHz/12等於lMHz,也就是時鐘脈衝的間隔是1微秒。控制器13控 制繼電器14閉合來啟動使計數器15開始對時鐘脈衝進行計數。 計數器15在邏輯上分為三個數據存儲位，即一個低入位(標記為 TL)， 一個高八位(標記為TH)，以及一個溢出位(標記為TF)。溢 出位TF存儲數值"0"或數值"1"，當溢出位TF-1時，表示溢出位溢 出。計數器15的脈衝計數轉化為脈衝時間暫存於寄存器16中，便於輸 出該脈衝時間顯示於對應的七段顯示器4上。該寄存器6在邏輯上分為 數據存儲位Rl、 R2和R3，分別用於存儲脈衝時間的個位數、十位數和 百位數。當計數器15每計10000個數時，計數器15的溢出位TF就溢出 一位，使寄存器16的數據存儲位R1值加'T'。當R1值為"9"時，計 數器15的溢出位TF還有溢出時，Rl值就變為"0" , R2值力。"1"。 當R2為值為"9"時，計數器15的溢出位TF還有溢出時，R2值就變為 "0",而R3 4直力口 "1"。
參照圖3所示，是本發明保險絲動作時間測試方法較佳實施例的流 程圖。控制電路2接通待測保險絲5之間的連接，(步驟S301 )。控制 電路2獲取待測保險絲5兩端的測試電壓，並將該測試電壓輸出到反饋 電路3，所述待測保險絲5兩端的測試電壓是由外部電源提供，該電壓值 可以根據需要來調節測試電壓的大小(步驟S302 )。反饋電路3判斷測 試電壓是否高於預設電壓，該預設電壓是在反饋電路3中預先設定的一 個恆定不變的電壓(步驟303 )。若測試電壓高於預設電壓，反饋電路3 則產生外部中斷信號，並將該外部中斷信號輸出到微處理器1 (步驟 S304);若測試電壓低於預設電壓，則流程直接轉向步驟S302;微處理 器1保存正在執行的相關數據，並響應外部中斷信號(步驟S305 )。微 處理器1處理外部中斷信號來測試出待測保險絲5的動作時間，詳細步 驟將在下圖4作出描述(步驟S306 )。控制電路2自動斷開與待測保險 絲5的連接，停止測試待測保險絲5的動作時間(步驟S307 )。微處理 器l恢復保存的相關數據，並返回外部中斷(步驟S308 )。
參照圖4所示，是圖3中的處理外部中斷的方法流程圖。微處理器1 初始化各埠 P0、 Pl、 P2、 P3及P12地址，計數器15的數據低八位 TL、高八位TH及溢出位TF，以及寄存器的數據存儲位Rl、 R2和R3。 微處理器1作如下初始化動作設置微處理器1的埠 P3處於低電頻，
使控制繼電器14處於非工作狀態；設置微處理器1的埠 P12處於高電 頻，使外部中斷使能INTO處於可用狀態以便接收反饋電路3產生外部中
斷信號；給奇存器16的數椐存儲位Rl、 R2和R3賦初值為"0"(歩驟 S401 )。控制器13設置雀t處理器1的埠 P12處於高電頻，從而打外部 中斷INTO使能來接收反饋電路3產生的外部中斷信號(步驟S402 )。 控制器13設置埠 P3處於高電頻，從而導通繼電器14使振蕩器li開 始產生脈衝信號，通過分頻器12對該脈衝信號進行十二分頻後產生時鐘 脈衝(步驟S403 )。控制器13關閉繼電器14,設定溢出位TF值為
"0",,人而使啟動計數器15開始對時鐘脈衝進行計數(步驟S404)。 微處理器l設定當計數器15每計10000個數時，計數器15的溢出位TF 值就為"1"，否則溢出位TF值就為"0"(步驟S405 )。微處理器1 判斷計數器15的溢出位TF是否為"1"(步驟S406)。若溢出位TF為
"0",則等待計數器15繼續對時鐘脈衝進行計數，則返回步驟S404; 若溢出位TF為"1"，則計數器15的溢出位TF就溢出--位，使寄存器 16的數據存儲位Rl值加"I"(步驟S407 )。微處理器1判斷寄存器 16的數據存儲位Rl值是否等於"9"(步驟S408 )。若Rl值不等於 "9"，則返回步驟S404;若Rl值等於"9"，則將Rl值清"0",並 將R2值加"1"(步驟S409)。微處理器1判斷R2值是否等於"9" (步驟S410)。若R2值不等於"9",則返回步驟S404;若R2值等於 "9",則將R2值清"0",並將R3值加"1"(步驟S411)。
微處理器1判斷是否還有接收到外部中斷信號(步驟S412),,若微 處理器1還有接收到外部中斷信號，則返回步驟S402;若微處理器1沒 有接收到外部中斷信號，則控制器12設置微處理器1的埠 P3處於低 電頻，從而使控制器13關閉繼電器14使計數器15對時鐘脈衝停止計數 (步驟S413)。微處理器1獲取存儲七段顯示器4的第一顯示緩衝區 (DisTabl)的首位地址，該首位地址對應第 一個七段顯示器4 (步驟 S414)。微處理器1取出寄存器16的數據存儲位Rl中數值對應的字形 碼通過埠 P2輸出到第一個七段顯示器4顯示動作時間的個位數字(步 驟S415)。微處理器1獲取存儲七段顯示器4的第二顯示鍵衝區
(:DisTab2 )的首位地址，該首位地址對應第二個七段.顯示器4 (步驟 S416)。微處理器1取出寄存器16的數據存儲位R2中數值對應的字形 碼通過埠 Pl輸出到第二個七段顯示器4顯示動作時問的十位數字(歩 驟S417)。微處理器1獲取存儲七段顯示器4的第三顯示緩沖區
(DisTab3)的首位地址，該首位地址對應第三個七段顯示器4 (步驟 S418)。微處理器1取出寄存器16的數據存儲位R3中數值對應的字形 碼通過埠 PO輸出到第三個七段顯示器4顯示動作時間的百位數字(歩 驟S419)。
最後所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非 限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技 術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不 脫離本發明技術方案的精神和範圍。
權利要求
1. 一種保險絲動作時間測試系統，包括微處理器、控制電路、反饋電路以及七段顯示器，該微處理器通過埠P3與控制電路連接，通過埠P12與反饋電路連接，並通過埠P0、P1和P2分別與對應的七段顯示器連接，該控制電路與反饋電路連接，其特徵在於所述控制電路用於當埠P3輸出高電頻時，獲取待測保險絲的測試電壓，並輸出所述測試電壓至反饋電路；所述反饋電路用於提供一個預設電壓，比較所述測試電壓與預設電壓的高低，當所述測試電壓高於預設電壓時，產生外部中斷信號並通過埠P12輸出至微處理器；所述微處理器用於通過埠P3輸出高電頻與低電頻來打開與關閉控制電路，接收反饋電路產生的外部中斷信號，產生時鐘脈衝並對每一個時鐘脈衝進行計數，將計數值轉化為時間值，以及通過埠P0、P1和P2將時間值分別輸出到對應的七段顯示器；及所述七段顯示器用於接收微處理器輸出的時間值，以及根據該時間值顯示待測保險絲的動作時間。
2. 如權利要求1所述的保險絲動作時間測試系統，其特徵在於，所 述控制電路具有兩個測試頭，用於在測試待測保險絲的動作時間時直接 連接到待測保險絲上。
3. 如權利要求2所述的保險絲動作時間測試系統，其特徵在於，所 述控制電路還用於當埠 P 3輸出低電頻時斷開與待測保險絲的連接。
4. 如權利要求1所述的保險絲動作時間測試系統，其特徵在於，所 述微處理器包括振蕩器，用於當微處理器從埠 P12接收到外部中斷信 號時產生脈沖信號。
5. 如權利要求4所述的保險絲動作時間測試系統，其特徵在於，所 述微處理器還包括分頻器，用於將所述脈衝信號進行十二分頻後獲得時 鍾脈沖。
6. 如權利要求5所述的保險絲動作時間測試系統，其特徵在於，所 述微處理器還包括計數器，該計數器在邏輯上分為三個數據存儲位，其 包括低八位、高八位和溢出位，當溢出位為"1"時，溢出位溢出一位。
7. 如權利要求6所述的保險絲動作時間測試系統，其特徵在於，所 述微處理器還包括控制器和繼電器，該控制器用於控制繼電器閉合來啟 動計數器對時鐘脈衝進行計數。
8. 如權利要求7所述的保險絲動作時間測試系統，其特徵在於，所 述微處理器還包括寄存器，該寄存器在邏輯上分為數據存儲位Rl、 R2和 R3，分別用於存儲時間值的個位數、十位數和百位數。
9. 一種保險絲動作時間測試方法，利用微處理器、控制電路、反饋 電路以及七段顯示器測試保險絲的動作時間，該微處理器通過埠 P3與 控制電路連接，通過埠 P12與反饋電路連接，並通過埠 P0、 Pl和 P2分別與對應的七段顯示器連接，該控制電路與反饋電路連接，其特徵 在於該方法包括如下步驟控制電路獲取待測保險絲兩端的測試電壓，並將該測試電壓輸出至 反饋電路；反饋電路比較該測試電壓與預設電壓的高低，當測試電壓高於預設電壓時，產生外部中斷信號並通過埠 P12輸入微處理器，該微處理器包括控制器、振蕩器、分頻器、繼電器、計數器以及寄存器；控制器控制微處理器的埠 P3處於高電頻，導通繼電器使振蕩器產 生脈衝信號；通過分頻器對該脈衝信號進行十二分頻後獲得時鐘脈衝；啟動計數器對每 一 個時鐘脈衝進行計數，將所述計數值轉化為時間 值，並將該時間值暫存於寄存器中；及通過微處理器的埠 P0、 Pl和P2將所述時間值分別輸出到七段顯 示器顯示出待測保險絲的動作時間。
10.如權利要求9所述的保險絲動作時間測試方法，其特徵在於，該方法還包括如下初始化步驟設置微處理器的埠 P12處於高電頻，使外部中斷使能處於可用狀態;給計數器的低八位TL 、高八位TH和溢出位TF賦初值；及給寄存器的數據存儲位R1、 R2和R3值賦初值為"0"。
11.如權利要求10所述的保險絲動作時間測試方法，其特徵在於， 其中所述啟動計數器對每一個時鐘脈衝進行計數的步驟包括如下步驟設定當計數器每計10000個時鐘脈衝時，溢出位TF為"1"，否則 溢出位TF為"0";判斷溢出位TF是否為"1";若溢出位TF為"0"，則計數器對時鐘脈衝進行計數； 若溢出位TF為"1"，則將R1值加"1"; 判斷R1值是否等於"9";若R1值不等於"9",則計數器對時鐘脈沖進行計數； 若R1值等於"9",則將R1值清"0",並將R2值加"1"; 判斷R2值是否等於"9";若R2值不等於"9"，則計數器對時鐘脈衝進行計數；及若R2值等於"9",則將R2值清"0"，則將R3值加"1"。
12.如權利要求11所述的保險絲動作時間測試方法，其特徵在於，該方法還包括如下步驟獲取R1、 R2和R3值作為時間值的個位數、十位數和百位數； 查找所述時間值的個位數、十位數和百位數對應的字形碼；及 通過微處理器的埠 P0、 Pl和P2將所述字形碼分別輸出到對應的七段顯示器顯示待測保險絲的動作時間。
全文摘要
一種保險絲動作時間測試系統包括控制電路，用於獲取待測保險絲的測試電壓；反饋電路，用於當測試電壓高於預設電壓時，產生外部中斷信號並通過埠P12輸出至微處理器；微處理器，用於通過埠P3輸出高電頻與低電頻來打開與關閉控制電路，接收反饋電路產生的外部中斷信號，產生時鐘脈衝並對每一個時鐘脈衝進行計數，將計數值轉化為時間值，並通過埠P0、P1和P2將時間值輸出；七段顯示器，用於接收微處理器輸出的時間值，根據該時間值顯示所需測試待測保險絲的動作時間。本發明還提供一種保險絲動作時間測試方法。實施本發明，其用戶只需接通控制電路就可準確地測試出待測保險絲的動作時間。
文檔編號G01R31/00GK101206237SQ20061015788
公開日2008年6月25日 申請日期2006年12月22日 優先權日2006年12月22日
發明者沛 唐, 俊 聶 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司;鴻海精密工業股份有限公司