【正文】 elay(200)。 ua741_out_y=0。 741 運放測試程序設(shè)計 741 測試流程說明，如圖 所示。系統(tǒng)開始檢測器件 ， 經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，在液晶屏上顯示。 表 LCD1602 引 腳接口說明表 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源正極 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 19 頁 共 41 頁 4 軟件設(shè)計 系統(tǒng)程序設(shè)計中采用了流行的模塊編程方法，每一個功能程序模塊都能完成某一明確的任務(wù)，實現(xiàn)具體的某個功能，如 液晶 顯示，鍵盤等。它由若干個 75? 或者 115? 等 點陣 字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好地顯示圖形 。若 2 腳反相輸入端電壓大于 3 腳正相輸入端電壓，則 741T2 口電壓為 0，單片機通過檢測輸出 電壓 就能判斷出 741 是好的。30V， 輸入電壓 177。t use。 T 啟動 T0 停止 T0 555 輸出的方波 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 15 頁 共 41 頁 圖 無穩(wěn)態(tài) 多諧振蕩器 正 反器再次被觸發(fā)，導(dǎo)致第三腳輸出回到高態(tài)，且放電晶體管截流，因此 電容器C1 再次經(jīng)由電阻 Ra 及 Rb 充電， 當(dāng) 重復(fù)這些動作 時 就會產(chǎn)生振蕩，振蕩器的波形為三角波和方波，如圖 所示 。此次電容 測量范圍的大小 為 10nF~10uF。 21( ) *1T N N us?? 式 （ ） 6*10TN?? 式 （ ） 簡單時序圖 如圖 所示。 電容測試 的 原理圖如 圖 所示。若 )(1CQ 處的電壓為 5V，則 VC=VB， Q1 截止，所以 Q1為 PNP 管。當(dāng)單片機檢測出低電平時，說明二極管導(dǎo)通，顯示屏將顯示出 P。上電復(fù)位的工作 流程 是在加電時，復(fù)位電路通過電容加給RST 端一個短暫的高電平信號， 這個 高電平信號隨著 VCC 對電容的充電過程而慢慢回落，由此可以得到 RST 端的高電平持續(xù)時間 由 電容的充電時間 決定 。手動按鈕復(fù)位 是 需要人為 的 在復(fù)位輸入端 RST 上加入高電平（如圖 所示）。 AT89C51 工作的最簡單的電路是其外圍接一個晶振和一個復(fù)位電路，給單片機接上電源和地，單片機就可以工作了。 P3 口： P3 口管腳是 8 個 雙向 I/O 口 具有內(nèi)部上拉電阻的 功能 ，可以接收輸出 4個 TTL 門電流。這是由于內(nèi)部上拉 導(dǎo)致的 。其中 ~ 為液晶顯示接口。 XTAL2：系統(tǒng)時鐘的反向振蕩器輸出端。 VCC：系統(tǒng)供電電壓。另外，本設(shè)計還需要使用單片機的定時計數(shù)器、中斷系統(tǒng)等，因此， 選擇以單片機為核心作為主控模板進(jìn)行電路設(shè)計具有極大的必要性。 綜上所述，我選擇方案三， 它具有豐富 多樣性、靈活性、電路結(jié)構(gòu)簡單、易于控制而且功耗小等優(yōu)點，對于信息量多的系統(tǒng)，是比較合適的。 （ 2） 方案二： 采用點陣式數(shù)碼管顯示，點陣式數(shù)碼管是由八行八列發(fā)光二級管組成，在很多場合可以看到這種顯示方式，但是在電子中顯示時間這一塊不合適，以來點陣顯示在文字上有優(yōu)勢，但顯示數(shù)字存在一定的劣勢，以來不夠直觀，二來顯得有點浪費。計算頻率的方法可以利用單片機的計數(shù)器 T0 和中斷 INT0，配合使用來測量 。 （ 3） 方 案三： 基于 AT89C51 單片機和 555 芯片構(gòu)成的多諧振蕩電路電容測量 。 （ 2） 方案二： 直接根據(jù)充放電時間判斷電容值 ， 這種電容測量 方法主要利用了電容的充放電特性 Q=UC，放電常數(shù) r=RC，通過測量與被測電容相關(guān)電路的充放電時間來確定電容值。電容 C 電阻 R 和 555 芯片構(gòu)成一個多諧振蕩電路。 三極管的基極和 51單片機的 端口連接，根據(jù)電壓的高低就可檢測出三極管的管型。該集成電路內(nèi)的非門均具有電壓回滯特性，利用這個特性及外圍電路構(gòu)成振蕩器可對三極管進(jìn)行測試。其 電路如圖 所示，觸發(fā)晶閘管T，調(diào)整電流源 G，使通過二級管 D 的正向峰值電壓為給出的規(guī)定值。 555 測試模塊是用 555 時基電路構(gòu)成無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，單片機通過檢測其輸出電壓的高低來判斷 555 輸出波形是否為方波，若為方波則芯片是好的，反之芯片就是壞的。 555 接成無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的振蕩頻率為 1)221/( CRRf ?? ，圖示參數(shù)的振蕩頻率約為 1HZ，若 555 為好的，則發(fā)光二極管 lED1 將周 期地閃亮；否則，為壞的。其缺點是 對于 開發(fā)環(huán)境不熟悉，需要較長的開發(fā)周期。 （ 2） 方案二：以 ARM7 嵌入式電路板作為控制核心；內(nèi)嵌 UC/OSⅡ操作系統(tǒng)，電路 測試的信號經(jīng)過單片機處理后將處理結(jié)果在液晶屏上顯示出來。測試儀總體設(shè)計框圖 如圖 所示。因此， Proteus 具 有較高的推廣利用價值?？梢?縮短 設(shè)計時間 、減少資金投入 ， 同時 也可降低工程制造的風(fēng)險。 課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生走向就業(yè)過程中 重要 的 實踐環(huán)節(jié)。 PROTEUS 不僅可將單片機實例功能形象化，而且可將許多單片機實例運行過程形象化。 單片機系統(tǒng)的 PROTEUS 設(shè)計與仿真 PROTEUS 是英國 Labcenter Electronics 公司研發(fā)的 EDA 工具軟件。與此同時，低成本、高性能的硬件元器件也在不斷地發(fā)展和出新，這為嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計提供了更多的選擇。 單片機 系統(tǒng) 單片機就是微控制器，它是嵌入式系統(tǒng)中重要且發(fā)展迅速的組成部分。同時，本文設(shè)計的電子器件測試儀還可以 應(yīng)用在日常教學(xué)實驗中， 其設(shè)計原 理簡單，操作也十分快捷。 雖然 現(xiàn)在 電子測試儀種類繁多，功能也越來越齊全，但目前還沒出現(xiàn)一種測試儀能檢測日常 生活中 所用到的所有電子元件。其中包括最先進(jìn)的靜電測試儀， 直流電阻測試儀， 數(shù)字式接地電阻測試儀。測試儀器行業(yè)目前已經(jīng)越過低谷階段，重新回到了快速發(fā)展的軌道，尤其最近幾年，中國本土儀器取得了長足的進(jìn)步，特別是通用電子測量設(shè)備研發(fā)方面，與國外先進(jìn)產(chǎn)品的差距正在快速縮小，對國外電子儀器巨頭的壟斷造成了一定的沖擊。除了 可以使用 萬用表對電阻、電容、二極 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 2 頁 共 41 頁 管等器件進(jìn)行檢測外，還 需要 經(jīng)常用到集成電路測試儀，也稱 IC 測試儀。到時除了后悔當(dāng)時沒有仔細(xì)檢查器件質(zhì)量就盲目 焊接，恐怕也沒什么可抱怨 的。如何順利地完成從電路圖到一個成型并運轉(zhuǎn)正常 的電子系統(tǒng)，需要很大的技術(shù) 。由于大規(guī)模集成電路的大量應(yīng)用，使得現(xiàn)代電子測量儀器體積更小、功能更全面、可靠性更高、功耗更低。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 1 頁 共 41 頁 1 緒論 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子技術(shù)在航空航天、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸?shù)葒窠?jīng)濟(jì)諸多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，而電子測量又是電子技術(shù)信息檢測的重要手段，在現(xiàn)代高科技應(yīng)用技術(shù)中起著非常重要的作用。 20 世紀(jì)是基于大規(guī)模集成電路發(fā)展的重要時期，它同時也促進(jìn) 了電子測量儀器技術(shù)的革命。 電子測量技術(shù)的應(yīng)用 在電子系統(tǒng)設(shè)計中，電子器件及它們的有機連接構(gòu)成了具有各種功能的電子電路 。如果排除設(shè)計和焊接 的失誤，出現(xiàn)不正常的原因恐怕就是某個或多個電子元器件本身存在質(zhì)量問題，致使系統(tǒng)中某 些 模塊狀態(tài)異常。所以，在焊接 元器件之前有必要對它們進(jìn)行一次全面的“體檢”，這對最終系統(tǒng)的正確性、穩(wěn)定性、可靠性都 具有很大的 意義。 近年來 我 國測量儀器的可靠性和穩(wěn)定性問題得到了很多方面的重視，狀況有了很大改觀。 目前全球針對電子 測量的儀器種類繁多，功能也相當(dāng)齊全。具有速度快、精度高、無沾污及較高的穩(wěn)定性等特點。在學(xué)生平時的電子系統(tǒng)設(shè)計中也需要檢測各種常用元器件的功能好壞，但市面上的檢測儀不僅 價格昂貴 ，且 功能單一 ，讓許多電子設(shè)計愛好者望文卻步。盡管本設(shè)計全方位考慮其功能實現(xiàn)和產(chǎn)品的完美，但肯定還有不足，這 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 3 頁 共 41 頁 需要以后進(jìn)行更深一步的探討和研究。 隨著單片機運行速度的提高和片內(nèi)資源的增加，系統(tǒng)中必要的硬件配置已經(jīng)可以大大減少，某些硬件的功能也可以有軟件來實現(xiàn)。單片機使計算機從海量數(shù)值計算進(jìn)入到智能化控制領(lǐng)域。 PROTEUS 從 1898 年問世至今，經(jīng)過了近 20 年的使用、發(fā)展和完善，功能越來越強。這在相當(dāng)程度上 能 替代 傳統(tǒng)的單片機實驗教學(xué)的功能 。它具有設(shè)計靈活，結(jié)果和過程的統(tǒng)一的特點。實踐證明，先 使用 Proteus 進(jìn)行系統(tǒng)仿真 等開發(fā)成功之后再進(jìn)行實際制作，可以 極大提高單片機系統(tǒng)設(shè)計效率。顯示模塊擬采用 LCD1602 來顯示檢測結(jié)果。缺點是 51 系列單片程序處理時間相對較長，供電電壓相對較高。 MSP430 系列單片機可以設(shè)鍵盤控制模塊 LCD1602 顯示模塊 主控制器 AT89C51 單片機 二、三極管測試模塊 555 測試模塊 運放 741 模塊 電容測試模塊 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 6 頁 共 41 頁 置其工作在低功耗 模式下，功耗低于 C8051 系列的一個數(shù)量級以上，擁有業(yè)界最低功耗，很適合電池組低壓供電的 。用兩個小 8 腳雙列直插 IC 座，如圖 連接。 圖 555 與 741 檢測電路 （ 2） 方案二： 555 芯片 與 741 運放獨立測試模塊。 二極管和三極管測試模塊設(shè)計方案與論證 （ 1） 方案一：二極管的測試采用正弦半波法。電路如 圖所示，測試時通過變色發(fā)光二極管 LED1 和 LED2 的組合發(fā)光顏色不同來實現(xiàn)判別。二極管的正極與 51 單片機的 端口連接， 通過判斷二極管是否導(dǎo)通就可檢測出二極管的正反向性。 電容測試模塊設(shè)計方案與論證 （ 1） 方案一：利用多諧振蕩原理如圖 所示。當(dāng) Vc=Vr 時施密特觸發(fā)器又翻轉(zhuǎn)，輸出Vc 又變?yōu)楦唠娖?，如粗往?fù)產(chǎn)生震蕩波形 。 這種方法硬件結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，實 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 8 頁 共 41 頁 際上是通過犧牲硬件部分來減輕軟件部分的負(fù)擔(dān)，但在具體設(shè)計中會碰到很大的問題，而且硬件一旦設(shè)計好，可變性不大。 CKf ? 式 （ ） 所以 我們只要能夠測量出 555 芯片輸出的頻率，就可以計算出 被 測量的 電容的大小 。考慮到效率的因素不采用數(shù)碼管顯示。與數(shù)碼管顯示相比，再直觀程度上和亮度清晰度上都存在和多優(yōu)勢，并且現(xiàn)在液晶顯示已成為主流，被人們普遍接受，符合大眾口味。還具有可編程性，硬件的功能描述可完全通過軟件實現(xiàn)。 AT89C51 單片機包含的中央處理器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、定時 /計數(shù)器、中斷系統(tǒng)，以及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線都在本設(shè)計中有所作用，現(xiàn)在僅將上述芯片管腳分別加以說明。 XTAL1： 反向振蕩放大器和內(nèi)部時鐘工作電路的輸入端。 P0 可以用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的低八位。并因此作為輸入時， P2 口的管腳由于被外部拉低，將輸出電流。 ~是接測試模塊按鍵選擇開關(guān)。 接電容測試模塊， 接 555 測試模塊， 與 接 741 測試模塊。本課題的復(fù)位電路有手動按鈕復(fù)位和上電復(fù)位兩種功能。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）