基于单片机的轨道压力测试仪的设计与实现

作者：翟位雷 吴亚锋   来源：西北工业大学动力与能源学院

轨道电路是信号联锁的室外重要设备，起着保证行车和调车作业安全的作用。它能监督检查某一固定区段内的线路（包括站线）是否有列车运行、调车作业或车辆占用的情况，并能显示该区段内的钢轨是否完整。它是以钢轨为导线，轨缝间用接续线连续起来，一端接电源，另一端连接受电器，通过轨道电流来工作。

轨道电路能否正常工作直接影响到列车的安全行驶，因此，对轨道电路的检测尤为重要，目前市场上的检测设备还很少，而且普遍存在功耗大，价格昂贵，体积大等不足。为此，本文通过对轨道电路分析研究，设计一种高精度的压力测试仪器来模拟火车对轨道的压力，从而验证轨道电路的性能。

系统的组成及其工作原理

本系统以PIC16F876A单片机为核心，通过软件编程实现其对数据处理、系统实时控制。系统框图如图1所示，由主控MCU模块、A/D采样模块、电源管理模块、显示模块和传感器组成。

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图1系统结构图

本系统各部分的主要功能是：电源管理主要负责对电池电压进行检测和升压稳压，当电压低于3V，系统停止工作，并进行欠压报警。主控MCU负责对采集来的压力信号进行数学计算，将电压信号转换为压力值，在数码管上显示，并可以进行手动调零及满量程调整。系统精度要求是±0.1kN,可以进行超量程报警和未接传感器报警。为了达到低功耗的目的，在软件中做了休眠和关机的功能。

系统硬件设计

1电源管理电路设计

电源管理主要是对电池电压进行升压和稳压，同时还能够进行过压