【文章內(nèi)容簡介】 R11電壓升高， TL431 就會動作而使它的陰陽極的電流大幅增加（分流三極管的偏流電流），最終結(jié)果是使 R11 的電壓回到 為止。因?yàn)槿龢O管的基極偏流電流大小是很小的，它的微小變化就會帶來其發(fā)射極電流的大變化，所以基極電流的變化對恒流大小的變化可以忽略不計(jì)的。所以這樣的電路其輸出電流幾乎不受輸入電壓的變化影響的。 而經(jīng)過 R11 的電流則由 I=， 當(dāng) R11固定時(shí)， I 就會不變，從而實(shí)現(xiàn)恒流！而繼電器 K5 則是由單片機(jī)控制，當(dāng) P10 給一個(gè)低電平，三極管 Q4集電極與發(fā)射集開通，繼電器吸合，起到了控制的作用，而 LM353 跟隨器跟隨一級，而跟隨器具有具有較高的輸入電阻和很低的輸出電阻，它能緩沖，可以將前后兩級隔開，讓前級不受后極負(fù)載大小的影響，能保持前級的放大倍數(shù)性能不變 ，從而達(dá)到精確度的要求。 + 5VR620K12348N 2AL M 35 3+ 5V 5VV O 3R 11510Q190 1 4 K5D1D I O D ER 12100Q4P 10+ 5VT L 43 1R E S 圖 7 100Ω檔工作原理 圖 9 10MΩ 檔工作原理分析 如圖 8 所示 , TL431 一腳產(chǎn)生 電壓 ， 而待測電阻 Rx 經(jīng)過 R35 和 R36 分壓后，得到的一個(gè)分壓值經(jīng)過繼電器的吸合通過跟隨器 LM353，由跟隨器的 7腳輸 VO2 至單片機(jī)進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換。 而并聯(lián)在繼電器上的二極管起到了保護(hù)作用， 一般繼電器線圈匝數(shù)較多，在釋放瞬間會產(chǎn)生一個(gè)較高電壓的感應(yīng)電動勢，這個(gè)電動勢對驅(qū)動三極管有威脅，并聯(lián)在線圈兩端的二極管就是短路這個(gè)感應(yīng)電動勢的，避免擊穿驅(qū)動管 。 當(dāng) P10 給一個(gè)低電平，三極管 Q4 集電極與發(fā)射集開通，繼電器吸合，起到了控制的作用，而 LM353跟隨器跟隨一級，而跟隨器具有具有較高的輸入電阻和很低的輸出電阻，它能緩沖，可以將前后兩級隔開，讓前級不受后極負(fù)載大小的影響，能保持前級的放大倍數(shù)性能不變，從而達(dá)到精確度的要求。 657N 4BL M 353+ 5VR 34 2K R 35 1MR 361MV O 2K8D410100Q5P 10+ 5VR E ST L 43 1 圖 8 10MΩ檔工作原理圖 1K、 10K 檔工作原理分析 如圖 9所示 ,當(dāng) TL431 的一腳穩(wěn)壓一個(gè) ，當(dāng) Rx 阻值確定的情況，單片機(jī)通過 A/D值的識別，控制繼電器的吸合來控制檔位的選擇，同時(shí) R R2 和 Rx 并聯(lián)分壓或者 RR4 和 Rx 同時(shí)也是并聯(lián)分壓，分別決定著 1K檔和 10K 檔，而 LM353 同時(shí)還是起著跟隨的作用。 10 R110KR210KR3100 KR4100 K231X1T L 43 1R71K+ 5VR520k+ 5V 5VC1104C5104C 1022u FC 1122u FV O 112348 L M 2AL M 35325S 1BR E L A Y25S 1BR E L A Y 圖 9 1K、 10K檔工作原理圖 電機(jī)驅(qū)動模塊原理分析 如圖 6所示， 在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊中，采用了帶 光耦隔離，抗干擾能力強(qiáng) 的 TLP521作為隔離電流保護(hù)芯片，其中 L297 的 17 腳通過給高低電平來控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，而 18腳為步進(jìn)時(shí)鐘輸入端，控制每個(gè)步數(shù)的時(shí)間增量， 19 腳 步進(jìn)電機(jī)的半步或者整步的選擇， 10 腳為使能控制端，來控制電機(jī)的啟停，而經(jīng)過 內(nèi)部 包 含 4 信 道邏輯 驅(qū) 動 電 路、高壓、大電流雙 H 橋 式驅(qū)動器 L298 來控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn) （如圖 10） 。其中圖 6 上的 8個(gè)二極管起著續(xù)流保護(hù)的作用 。 圖 10 L298 內(nèi)部原理圖 11 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件系 統(tǒng)總流程圖及設(shè)計(jì)思路說明 如圖 11 所示 ， 在所有程序初始化后，刷新液晶顯示區(qū)，然后進(jìn)行鍵盤讀取，進(jìn)而判斷按鍵是否有按下，若是 ， 則執(zhí)行鍵功能 ； 否則直接進(jìn)入 AD 值存儲轉(zhuǎn)換，繼而根據(jù) AD值換算成電阻值，最終根據(jù)條件篩選電阻檔位 ，一輪循環(huán)后，重復(fù)進(jìn)入液晶顯示區(qū)進(jìn)行周而復(fù)始的循環(huán)。 初 始 化刷 新 液 晶 顯 示 區(qū)鍵 盤 讀 取是 否 有 按 鍵 按 下 執(zhí) 行 鍵 功 能轉(zhuǎn) 換 存 儲 A D 值根 據(jù) A D 值 換 算 成 電 阻 值根 據(jù) 條 件 篩 選 電 阻 檔 位是否開 始 圖 11 軟件系統(tǒng)總流程圖 12 軟件各功能模塊的流程圖設(shè)計(jì) 如圖 12 所示，在單片機(jī)啟動控制之前，給各個(gè)模塊事先均給予初始化，其中包括AD 初始化、時(shí)鐘初始化、液晶初始化、模 式初始化、步進(jìn)電機(jī)初始化等。而進(jìn)入按鍵控制中；如圖 13 首先進(jìn)行按鍵初始化，并且掃描按鍵并讀取鍵值，然后進(jìn)行按鍵的德判別，看是否在 0到 9之間，若是，則顯示數(shù)字值，然后退出；若不是，則進(jìn)入功能值選擇，并且進(jìn)一步判斷是否大于功能值，若是則退出，若不是，則進(jìn)入執(zhí)行相應(yīng)的功能，然后退出。 初 始 化A D 初 始 化時(shí) 鐘 初 始 化液 晶 初 始 化模 式 初 始 化步 進(jìn) 電 機(jī) 初 始 化結(jié) 束開 始 圖 12 各初始化模塊流程圖 圖 13 按鍵程序流程圖 按鍵掃描按鍵并讀取鍵值鍵值是否屬于 0 ~ 9數(shù)字值功能值是否大于功能上限值是否是否 執(zhí)行相應(yīng)功能開始退出 13 自動量程切換過程中，如圖 14所示首先程序進(jìn) 入自動切換模式，在初始化后，先對10MΩ 的 AD值讀取、判定，若 AD 值比最小值小，則切換到 10KΩ 檔位，若否，則確認(rèn)存儲量程并刷新顯示， 10KΩ 、 1kΩ 、 100Ω 亦進(jìn)行判斷，最終程序結(jié)束。 自 動 切 換 量 程切 換 至 1 0 M Ω 檔讀 取 A D 值A(chǔ) D 值 比最 小 值 小切 換 至 1 k Ω 檔讀 取 A D 值切 換 至 1 0 k Ω 檔讀 取 A D 值A(chǔ) D 值 比最 小 值 小切 換 至 1 0 0 Ω 檔讀 取 A D 值確 認(rèn) 存 儲 量 程并 刷 新 顯 示A D 值 比最 小 值 小是否是否是否開 始結(jié) 束 圖 14 自動量程切換程序流程圖 14 5 安裝與調(diào)試 硬件安裝調(diào)試過程 PCB 板 制作好后，用萬用表檢測線路連接是否完好，焊接元件的時(shí)候是否有虛焊、少焊 、 短路；單片機(jī)電路板接上 5V 電源，寫一個(gè) LCD12864 程序測試單片機(jī)有沒有電 壓輸 出， LCD12864 液晶屏是否可用；異步電機(jī)接上 12V 電源，看是否可以帶動 電位器的轉(zhuǎn)動；采樣電路 9V 電源，測試?yán)^電器是否會完全吸合或斷開；各個(gè)模塊的電源地 是否要公共，各個(gè) I/O 口連接是否錯(cuò)誤。 軟件調(diào)試過程 軟件部分需要調(diào)試的主要是要改變軟件中的精確 AD 值與電阻值的關(guān)系，我們考慮了電阻值與電壓值不是線性關(guān)系，所以我們采取了用查表的方式，在這過程中，我們用電阻箱從 1Ω～ 10MΩ進(jìn)行了阻值與 AD 值關(guān)系的測量。 故障分析 軟件部分只要我們測得的電阻值與 AD 值 準(zhǔn)確，以及輸入時(shí)的正確，就沒 什么錯(cuò)誤，若出現(xiàn)了錯(cuò)誤只要稍微的改正即可。因此根據(jù)這種方案設(shè)計(jì)的自動電阻測量儀的主要故障出現(xiàn)在硬件部分，硬件的原理的設(shè)計(jì)、元件本身的誤差、輸出電壓值的是否符合單片機(jī)的要求、制板的工藝等等，都是很難修正的，所以在這過程中，我們不斷的在改正這些硬件上的問題，以達(dá)到最大的準(zhǔn)確值以及精確度。 15 6 總結(jié) 和感謝 通過畢業(yè)設(shè)計(jì)使我認(rèn)識到了 理論知識與實(shí)踐 的重要性，