【文章內(nèi)容簡介】 成比例的特點制成。其工作原理、等值電路也與一般變壓器相同，只是其原邊繞組（初級繞組）串聯(lián)在被測電路中，且匝數(shù)很少；副邊繞組（次級繞組）接電流表、繼電器電流線圈等低阻抗負載，近似短路。原邊電流（即被測電流）和副邊電流取決于被測線路的負載，而與電流互感器的副邊負載無關。由于副邊接近于短路，所以原邊電壓、副邊電壓都很小,勵磁電流也很小。將電流互感器的原邊繞組串聯(lián)在被測控制板電路中，即兩端分別接TP10 和TP11，副邊繞組串聯(lián)一個電阻，然后將電阻兩端的電壓輸入單片機的AD口（ADC4）進行采樣即可得到副邊電流的相關量。根據(jù)當原邊與副邊繞組的匝數(shù)比一定時，原邊電流與副邊電流成正比的特點，即可檢測出交流電流的大小。6．測試結(jié)果的呈現(xiàn)測試結(jié)果的呈現(xiàn)分三個方面：（1）通過LCD將測試步驟提示、測試數(shù)據(jù)、測試結(jié)果等信息顯示出來。上海恒芳電子的HF12864B2是一塊128*64的漢字圖形點陣液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置8192個中文漢字（16*16點陣）、128個字符（8*16點陣）及64*256點陣顯示RAM（GDRAM）[7] 恒芳HF12864B2型LCD數(shù)據(jù)手冊。（2）通過I/O口控制相關的LED指示燈的量滅來進一步說明測試的狀態(tài)。（3）通過I/O控制蜂鳴器，從而當測試步驟的結(jié)果出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)會自動報警。7．模擬手柄圖27 單刀雙擲開關繼電器Figure 27 Relayspdt在測試15個參數(shù)當中的最后10個參數(shù)時，因為它們都跟手柄有關，所以我們在測試系統(tǒng)中必須要電路模擬這個手柄的存在。模擬手柄電路的關鍵是控制開關的開與合，這用單刀雙擲開關繼電器（如圖27）代替開關即可以解決。用單片機的I/O口給5兩端通電，開關被擲向3，斷電，則開關重新回到2。三、硬件電路的實現(xiàn)（一）單片機系統(tǒng)下面給出單片機系統(tǒng)的基本組成部分，復位電路與時鐘電路。見圖 31。圖 31 復位電路與時鐘電路圖Fiture 31 Diagram of Reset circuit and clock circuit1．復位電路的設計 外部復位電路采用上電復位和按鍵復位。即當給系統(tǒng)上電時，VCC與地通過R1和電容E3導通，RST相當于低電平，此時系統(tǒng)復位；當按下開關sw1時，電容E3被短路，則RST低電平復位。詳見圖31復位電路。2．時鐘電路的設計 采用外部晶振，主機時鐘頻率為6MHz。詳見圖31時鐘電路。（二）數(shù)據(jù)采集電路1．頻率測量如圖 32，頻率的測量電路實現(xiàn)很簡單，只要將測頻率的接口（TPTP7）串上一個電阻再接入單片機的外部中斷口和計數(shù)器口即可。圖32 頻率測量電路Figure 32 Circuit of frequency measurement2．電壓測量如前所述，ATmega16片內(nèi)自帶了一個8通道的10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其接口為PA口。因而只需將采樣的信號串聯(lián)一個10K的電阻接入ADC口即可。所有信號在接入ADC口之前最好都串上一個接地電容濾波。具體電路圖如圖33。圖 33 電壓測量電路Figure 33 Circuit of voltage measurement 需要說明的兩點是：（1）TP2連接的是控制板的地線，必須與測試系統(tǒng)的地線相連，所以在圖33中，TP2串聯(lián)了一個0Ω的電阻之后再與地相連。（2）工作電源（TP1）的測量實際上是分壓之后再接至ADC0的，這是出于防止因電壓過大而燒壞單片機的考慮。3．電流測量 電流的測量采取電流互感器的方法，如圖 34所示。T2為電流互感器，流經(jīng)TPTP11的為交流電流，經(jīng)過電流互感器之后，電流量按一定比例縮小，通過二級管和電容的作用之后，變?yōu)橹绷麟娏髁?，再通過彈片機的ADC4口采樣，即可測出電流的大小。圖 34 電流測量電路Figure 34 Circuit of current measurement （三）液晶顯示電路圖 35 液晶顯示器HF12864B2引腳功能圖Figure 35 The Pins of HF12864B2 LCD液晶顯示器HF12864B2的引腳功能[8] 恒芳HF12864B2型LCD數(shù)據(jù)手冊如圖35所示，具體介紹如下。 引腳1：液晶電源地 引腳2：液晶電源正端引腳3：LCD驅(qū)動電壓輸入端，調(diào)節(jié)對比度 引腳4：并行的指令/數(shù)據(jù)選擇信號；串行的片選信號引腳5：并行的讀寫選擇信號；串行的數(shù)據(jù)口 引腳6：并行的使能信號；串行的同步時鐘引腳7~14：液晶的并行數(shù)據(jù)引腳15：并串行接口選擇：H并行，L串行 引腳16：空腳引腳17：復位 低電平有效 引腳18：空腳引腳19：背光LED陰極 引腳20：背光LED陽極單片機與液晶顯示器接口電路圖如圖 36 所示。說明以下幾點：（1）引腳V0的電壓是通過可調(diào)電阻在VCC和GND之間分壓得到，液晶的顯示效果最好。（2）背光的陽極LED_A是通過串上一個電阻接到VCC上的，實際上也可以串上可調(diào)電阻，調(diào)節(jié)背光的亮度。（3）由于測試系統(tǒng)中，單片機與LCD的接口采取串行接口方式，因而應將引腳PSB接低電平GND。圖 36 單片機與液晶顯示器接口電路圖Figure 36 Circuit of interface between singlechip and liquid crystal display（四）模擬手柄電路模擬手柄電路如圖37所示，可以發(fā)現(xiàn)，該圖的作用原理跟前面提到的手柄（圖12）是完全一樣的。只不過該圖是使用開關繼電器代替圖12所示手柄的開關。此處繼電器的工作原理為：當單片機的PC4~5口輸出高電平的時候，繼電器內(nèi)的線圈通電，開關P1~4被吸合；否則，繼電器內(nèi)的線圈電流為0，開關P1~4被斷開。說明以下幾點：（1）圖中三極管起到放大器的作用，從而以大電壓驅(qū)動繼電器。（2）穩(wěn)壓管的作用是在單片機口猛然由高電平到低電平時產(chǎn)生強大的回流燒壞繼電器線圈。圖 37 模擬手柄電路Figure 37 Analog circuit of handle四、軟件的設計測試系統(tǒng)的軟件采用CodeVisionAVR編寫并編譯。下面重點介紹下主程序設計、數(shù)據(jù)采集程序設計和液晶顯示程序設計。（一）主程序設計1．簡單嵌入式操作系統(tǒng)sEOS簡單嵌入式操作系統(tǒng)（simple Embedded Operating System,簡稱sEOS[8] Michael . Embedded C[M]. London:Pearson Education Limited 2002,143～203.）是一種開發(fā)中小型嵌入式項目比較合適的簡單操作系統(tǒng)。sEOS像許多其它的嵌入式操作系統(tǒng)一樣，可以有效地提供周期性執(zhí)行單任務的功能，亦可建立多任務狀態(tài)系統(tǒng)。在具體的控制系統(tǒng)任務中， 可根據(jù)使用要求，通過增減相應的任務函數(shù)，增加和刪除任務，使用非常方便。sEOS的基礎是由片上的定時器在規(guī)律且精準的時間間隔產(chǎn)生中斷（一個“tick[9] （美）龐特著。[M]京：中國電力出版社,2003,147.”），每到中斷來臨的時候周期性地調(diào)用合適的函數(shù)，進行任務的調(diào)度，這是sEOS執(zhí)行多任務的基本原理。sEOS實時操作系統(tǒng)應用任務管理函數(shù)原型[10] ] Michael . Embedded C[M]. London:Pearson Education Limited 2002,143～203.如下：void main(void){ X_Init()。 //初始化任務X() sEOS_Init_Timer(n)。 //設定時間間隔，每隔nms調(diào)用中斷刷新函數(shù)(ISR) while(1) //任務X()在超級循環(huán)中有中斷ISR調(diào)用 { sEOS_Go_To_Sleep()。 //系統(tǒng)運行在節(jié)電模式，提高CPU工作效率 }}該系統(tǒng)實現(xiàn)任務管理的原理，是采用定時器的溢出所產(chǎn)生的中斷調(diào)用中斷服務例程 （ISR），這里設為X()。在中斷服務例程（ISR）中，實現(xiàn)所需的任務調(diào)度及任務間的轉(zhuǎn)移（或多狀態(tài)間的轉(zhuǎn)移）。因而，在sEOS中，任務都是從ISR中被調(diào)度。中斷服務例程（ISR）函數(shù)X()原型：void X(void) interrupt n //n由具體的定時器決定{ X_Update()。 //任務調(diào)度函數(shù)，以執(zhí)行具體的任務，是系統(tǒng)軟件設計的重點}根據(jù)系統(tǒng)的具體任務的分配要求任務調(diào)度函數(shù)X_Update()原型設計如下：void X_Update(void){ //每隔nms刷新調(diào)用 switch(state) { case 1: Task_1()。 state = x1。 //x1的值決定了下一個tick會執(zhí)行的任務 break。 case 2: Task_2()。 state = x2。 //x2的值決定了下一個tick會執(zhí)行的任務 break。 . . . case n: Task_n()。//xn的值決定了下一個tick會執(zhí)行的任務 state = xn。 break。 }}在調(diào)度函數(shù)的X_Update()里，switchcase語句中每一個case語句對應一個任務，當需要跳轉(zhuǎn)到某一任務Task_n()時，只要在當前任務的case語句里將state設置成n，那么在下一個tick來臨時，Task_n()便會被執(zhí)行。不難發(fā)現(xiàn)，使用sEOS，使多任務狀態(tài)系統(tǒng)中的任務調(diào)度變得簡單，因為系統(tǒng)中狀態(tài)的轉(zhuǎn)換只需要改變state的值；使實時應用程序的設計具有很大的靈活性，因為它不需要大的改動，就可以增加新的功能。可以說，sEOS已經(jīng)被廣泛應用于單片機的工業(yè)控制與測試系統(tǒng)中。然而在實際應用中，設計者通常不會完全照搬sEOS較為繁瑣的形式，而只是應用它利用定時器中斷進行任務調(diào)度的思想。微電腦吸塵器控制板量產(chǎn)測試系統(tǒng)的程序，正是基于sEOS的思想設計而成。2．主程序設計 根據(jù)測試系統(tǒng)的功能要求以及終合各被測參數(shù)的相關性，決定將整個測試任務分為15個步驟，分別為：步驟1：空載測試（測空載電流）；步驟2：工作電源測試（測工作電壓）；步驟3: NTC測試（測NTC熱敏電阻電壓）；步驟4：交流電源測試（測交流信號頻率）；步驟5：過壓保護（測過壓）；步驟6：手元基準測試（測手元基準電壓）；步驟7：基準時鐘測試（測基準時鐘頻率）；步驟8：低檔電壓測試；步驟9：低檔電流測試；步驟10：高檔電壓測試；步驟11：高檔電流測試；步驟12：停止電壓測試；步驟13：停止電流測試；步驟14:：手元拔出測試（測手元拔出電壓）；步驟15：2秒自停測試（測手元拔出電流）。根據(jù)步驟，畫出主程序的框圖如圖 41所示。圖中定時中斷由maga16的定時器/計數(shù)器1產(chǎn)生。采用T/C1的比較匹配中斷模式，可以非常精準地產(chǎn)生中斷（一個tick），每個tick的時間為25ms，即每25ms調(diào)用一次任務調(diào)度函數(shù)。圖41 主程序流程圖Figure 41 Flow chart of main program（二）數(shù)據(jù)采集程序設計1．頻率采集程序如前所述，交流信號頻率與基準時鐘頻率的測試原理基本相同，僅僅是二者在計