导言
线路道岔电子检测尺是列车运转安全的重要保证，其首要用处是丈量轨迹的轨距、水平度，意图是为了防备因外界环境温度的影响而使钢轨状况变形。此外，它也可消除人工机械式丈量带来的差错大、作业效率低一级不良要素，然后进一步进步铁路安全保证办法。
本文所规划的体系能够丈量规范轨距为1435mm轨迹的水平度、轨距，可完成主动检测、主动存储。经过RS232接口与计算机数据通信后，可用专用软件查询剖析一切丈量数据，并可打印报表。
体系作业原理及硬件规划
线路道岔电子检测尺的功用包含两项：轨距和水平度，该仪器的结构如图1所示，由数字倾角(视点)传感器、高精度位移丈量传感器、单片机及外围电路、横尺、直挡、丈量滑块、和液晶显现器等部分构成。其间高精度位移丈量传感器和丈量滑块用于丈量轨距。轨距由两部分构成，一部分是横尺上的规范长度部分s1（该部分为固定值），别的一部分是以规范长度结尾A点为起点的丈量长度s2（该部分由高精度位移丈量传感器丈量得到），总的轨距s=s1+s2。考虑到温度的影响，单片机自带温度传感器，用来补偿温度对丈量数据的影响。横尺上的数字倾角(视点)传感器丈量横尺的水平度（视点），经过视点和轨距可丈量左右轨的高差。液晶显现部分显现轨距、左右轨高差和时刻等信息，相关数据能够保存在仪器中，也可经过RS232接口与计算机通讯读出来构成汇总，在计算机中保存、打印相关数据。
线路道岔电子检测尺首要经过位移传感器和数字倾角(视点)传感器对钢轨的轨距、水平度进行丈量。传感器信号经过RS232接口和特别功用计数器后进入单片机，单片机计算出轨距后，再由倾角传感器丈量的倾角与轨距这两组数据，依据正弦函数算出两轨迹相差高度。单片机把这两组数据与设定的门限值进行比较来判别丈量点是否合格。液晶屏显现输出数据成果，键盘能够设定门限值、所测点的方位，并具有删去和保存数据等功用。体系规划框图见图2。
数字倾角(视点)传感器
数字倾角(视点)传感器运用重力对流体的效果引起膜电位改变的原理而制成，是新式的惯性传感器，它具有体积小、高灵敏度、线性好、寿命长、宽动态规模、高稳定性、超强抗冲击性等特色。
数字倾角(视点)传感器经过RS232与单片机接口。红线为电源输入，黑线为地（RS232地与电源地共用），黄线为传感器的RS232输入，绿线为传感器的RS232输出。输入电源电压为7V-24V，推荐值9V。传感器应竖直装置，装置面与笔直面的夹角不大于2°。装置示意图见图3。
C8051F060单片机
为了削减外围器材、进步体系稳定性，选用自带温度传感器的C8051F060器材，它是彻底集成的混合信号体系级MCU芯片，运用Cygnal的专利CIP-51微操控器内核，CIP-51与MCS-51指令集彻底兼容。C8051F060内部有1个SMBUS/I2C接口、2个具有增强型波特率装备的全双工UART和1个增强型SPI接口，每种串行总线彻底由硬件完成，都能向CIP-51发生中止。C8051F060具有五个通用的16位定时器；具有6个捕捉/比较模块的可编程计数器/定时器数组；具有片内看门狗定时器、VDD监视器、时钟振荡器。C8051F060是真实能独立作业的片上体系。一切模仿和数字外设均可由用户固件使能/制止和装备。FLASH存储器还具有在体系从头编程才干，可用于非易失性数据存储，并答应现场更新8051固件。
C8051F060有很多的数字资源需求经过4个低端I/O端口P0、P1、P2和P3才干运用。P0、P1、P2和P3中的每个引脚既可界说为通用的端口I/O（GPIO）引脚，又能够分配给一个数字外设或功用（例如：UART0 或INT1）。体系规划者操控数字功用的引脚分配，只受可用引脚数的约束。这种资源分配的灵活性是经过运用优先权交叉开关译码器完成的。不论引脚被分配给一个数字外设或是作为通用 I/O，总是能够经过读相应的数据寄存器得到端口 I/O 引脚的状况。
优先权交叉开关译码器按优先权次序将端口0~3的引脚分配给器材上的数位外（UART、SMBus、PCA、定时器等）。端口引脚的分配次序从P0.0开端，能够一向分配到P3.7。当交叉开关装备寄存器XBR0、XBR1、XBR2和XBR3中外设的对应使能位被设置为逻辑1时，交叉开关将端口引脚分配给外设。端口0～3中一切未被交叉开关分配的引脚都能够作为通用I/O（GPIO）引脚，经过读或写相应的端口数据寄存器拜访，这是一组既能够按位寻址也能够按字节寻址的SFR。被交叉开关分配的那些端口引脚的输出状况，受运用这些引脚的数字外设的操控。向端口材料寄存器（或相应的端口位）写入时对这些引脚的状况没有影响。
