【正文】 LCWof ?? 2 12 ?? (2) 當 C1 和 C2 的電容值遠大于 C3，振蕩電路的等效總電容為 32313133*13*22*13*2*1 CCCCCCCCCCCCCCCC ??????? (3) 貴州大學本科畢業(yè)論文 (設計 ) 第 27 頁 電感測試電路仿真原理圖見下圖所示。 圖 仿真原理圖 貴州大學本科畢業(yè)論文 (設計 ) 第 28 頁 電源電路 在設計實物時，需要考慮本系統采用什么樣的電源，本設計所采用的模塊大多是典型數字器件，其電源都是 5V 左右，所以宜采用 USB 接口來提供電源。 圖 USBB 插座 圖 是 B 型的 USB 接口，該接口有六個管腳，其中 6 管腳其固定作用，通常接地連接。而 3 腳分別是 USB 的數據線 D和 D+，當 USB 只做電源時，這兩個管腳可以不管。我們需要用的的主要是 VCC 和 GND，也即 1 和 4 兩個管腳，電容測量儀的所有有源器件都將有這兩個管腳提供電源。 貴州大學本科畢業(yè)論文 (設計 ) 第 29 頁 第四章 軟件設計 本章將根據電感測量儀的工作原理設計軟件，并用 Keil4 編譯，經過調試后測試仿真。軟件的設計是一個復雜繁瑣的過程，最開始需要初步的思路，而后的所有程序都是由初步思路演化而來的。本系統的軟件采用 C 語言設計。 I/O 口的分配 P3^4 接頻率輸入信號 P1^3 接 LCD1602 E 端口 P1^4 接 LCD1602 RW 端口 P1^5 接 LCD1602 RS 端口 P2 口接 LCD1602 數據端口 在本設計的模塊中，模塊是以單片機為核心，講測量結果顯示在 LCD1602 顯示屏上。 軟件設計流程圖 流程圖是一種傳統的算法表示法，它利用幾何圖形的框來代表各種不同性質的操作，用流程線來指示算法的執(zhí)行方向。由于它簡單直觀，所以應用廣泛，特別是在早期語言階段，只有通過流程圖才能簡明地表述算法，流程圖成為程序員們 交流的重要手段。圖 是本次設計的軟件流程圖。 貴州大學本科畢業(yè)論文 (設計 ) 第 30 頁 圖 軟件流程圖 該流程圖基本描述了軟件工作的具體過程，本設計的程序源代碼就是根據這個流程圖來設計的，源代碼比較復雜，附在論文附錄之中，根據需要可以查閱。 系統初始化 顯示TESTING 開定時器 T計數器 T0 T1 是否中斷 頻率是否在正常范圍內 停止 T0、 T1，重置初值 計算頻率大小 換算電感的大小 顯示 ERROR! 顯示電感及單位 Y N Y N Y N 貴州大學本科畢業(yè)論文 (設計 ) 第 31 頁 第五章 PCB 與實物制作 protel99se 介紹 PCB 板的設計與系統的調試 PROTEL99SE 的介紹與 PCB 板的設計 Protel99SE是應用于 Windows9X/2022/NT 操作系統下的 EDA 設計軟件，采用設 計庫管理模式，可以進行聯網設計，具有很強的數據交換能力和開放性及 3D 模擬功能，是一個 32 位的設計軟件，可以完成電路原理圖設計，印制電路板設計和可編程邏輯器件設計等工作，可以設計 32 個信號層， 16 個電源 地層和 16 個機加工層。 一、 Protel 99 SE 的系統組成 按照系統功能來劃分， Protel99se 主要包含以下兩大部分和 6 個功能模塊。 電路工程設計部分 (1)電路原理設計部分 (Advanced Schematic 99)：電路原理圖設計部分包括電路圖編輯器 (簡稱 SCH 編輯器 )、電路圖零件庫編輯 器 (簡稱 Schlib 編輯器 )和各種文本編輯器。本系統的主要功能是：繪制、修改和編輯電路原理圖；更新和修改電路圖零件庫；查看和編輯有關電路圖和零件庫的各種報表。 (2)印刷電路板設計系統 (Advanced PCB 99)：印刷電路板設計系統包括印刷電路板編輯器 (簡稱 PCB 編輯器 )、零件封裝編輯器 (簡稱 PCBLib 編輯器 )和電路板組件管理器。本系統的主要功能是：繪制、修改和編輯電路板；更新和修改零件封裝；管理電路板組件。 (3)自動布線系統 (Advanced Route 99)：本系統包含一個基于形狀 (Shapebased)的無柵格自動布線器，用于印刷電路板的自動布線，以實現 PCB 設計的自動化。 電路仿真與 PLD 部分 (1)電路模擬仿真系統 (Advanced SIM 99)：電路模擬仿真系統包含一個數字 /模擬信號仿真器，可提供連續(xù)的數字信號和模擬信號，以便對電路原理圖進行信號模擬仿真，從而驗證其正確性和可行性。 (2)可編程邏輯設計系統 (Advanced PLD 99)：可編程邏輯設計系統包含一個有語法功能的文本編輯器和一個波形編輯器 (Waveform)。本系統的主要功能是；對邏輯電路進行分析、綜合；觀察信 號的波形。利用 PLD 系統可以最大限度的精簡邏輯部件，使數字電路設計達到最簡化。 (3)高級信號完整性分析系統 (Advanced Integrity 99）：信號完整性分析系統提供了一個精確的信號完整性模擬器，可用來分析 PCB 設計、檢查電路設計參數、實驗超調量、阻抗和信號諧波要求等。 貴州大學本科畢業(yè)論文 (設計 ) 第 32 頁 Protel 99 SE 的功能特性 開放式集成化的設計管理體系 超強功能的、修改與編輯功能 強大的設計自動化功能 本設計中， PCB 的設計如圖 51 所示： 圖 PCB 設計 電路圖的繪制 電路原理圖的繪制分以下幾個步驟： 1）在 Protel99 軟件中先新建一個文檔，把所需要的元件載入到文檔里面。 2）按照系統電路圖繪制導線，把元件連接好，添加元件編號及封裝。 3）通過電氣檢查如果沒有錯誤，那么系統的電路圖就繪制完成。 4）完成電路圖之后需要制作網絡表，導入 PCB，或者直接更新 PCB 也可。 貴州大學本科畢業(yè)論文 (設計 ) 第 33 頁 PCB 板的制作 用 Protel99 設計好 PCB 板，按照規(guī)則布局并布線，認真檢查正確無誤以后就開始制作電路板。其過程包括打印、轉印、蝕刻和鉆孔四個主要制作 工序。個人制作印制電路板比較復雜，而且由于手工操作的原因，新手不容易成功。現代電子行業(yè)飛速發(fā)展，各種類型的廠家分工比較明確，建議同學們制作好 PCB 確認無誤后發(fā)到相應廠家代為制作，本設計的電路板即是廠家代為制作的。 材料清單 本次設計所用材料并不多，其清單如下： 1） ST89C52 單片機 1 片。 2） 555 定時器芯片 1 片。 3） LCD1602 液晶顯示器 1 個。 4） USBB 型母座 1 個。 5） 5mm 發(fā)光二極管 2 個。 6） 按鍵及撥碼開關各 1 個。 7） NPN 三極管 1 支。 8） 10K 滑動變阻器 1 個。 9） 15V 100uf 電解電容 2 個。 10） 晶振 1 個。 11） 瓷片電容 7 個，電解電容 2 個。 12） 碳膜電阻 7 個。 元器件的檢測與安裝 在安裝元件前要先認識和檢測元件，一些常見元件的認識與檢測如下： 色環(huán)電阻：在此使用的是四個色環(huán)標準的電阻。此類電阻前兩環(huán)表示有效數字，第三環(huán)表示倍率，與前三環(huán)距離較大的第四環(huán)表示允許偏差。 貴州大學本科畢業(yè)論文 (設計 ) 第 34 頁 二極管：在此裝置中要用到普通二極管和發(fā)光二極管，在普通二極管中有白色環(huán)標志的那頭為負極。對于發(fā)光二極管一般引腳長的那端為正極，引腳短的那端為負極。 電容：電容在這里用到的是瓷片電容和電解電容，其外圍上面都有標記，只需檢測其 好壞。在利用萬用表檢測時要注意如果為電解電容紅表筆應接正極，黑表筆接負極。對于 2200pF 一下的電容用萬用表 R 10KΩ或 R 100KΩ測量， 2200pF 以上可以用 R1KΩ或 R 100KΩ檔測量。檔次調整好了和表筆接好后，觀察萬用表指針是否較大的偏轉，然后由最大的偏轉慢慢的減小至最小值（或零），如果時上述情況則證明該電容有充、放電的功能，為好電容。如果發(fā)現萬用表指針不偏轉說明該電容開路。當萬用表指針偏轉至最大（阻值為零）說明該電容已擊穿。不過，一般對于新電容是不需檢測的。 三極管： 中、小功率三極管的 檢測 已知型號和管腳排列的三極管 ,可按下述方法來判斷其性能好壞 測量極間電阻 .將萬用表置于 R100 或 R1K 擋 ,按照紅、黑表筆的六種不同接法進行測試 .其中 ,發(fā)射結和集電結的正向電阻值比較低 ,其他四種接法測得的電阻值都很高 ,約為幾百千歐至無窮大 .但不管是低阻還是高阻 ,硅材料三極管的極間電阻要比鍺材料三極管的極間電阻大得多 . 三極管的穿透電流 ICEO 的數值近似等于管子的倍數 β 和集電結的反向電流 ICBO的乘積 .ICBO 隨著環(huán)境溫度的升高而增長很快 ,ICBO 的增加必然造成 ICEO 的增大 .而ICEO 的增大將直接影響管子工作的穩(wěn)定性 ,所以在使用中應盡量選用 ICEO 小的管子 . 通過用萬用表電阻直接測量三極管 ec 極之間的電阻方法 ,可間接估計 ICEO 的大小 ,具體方法如下 : 萬用表電阻的量程一般選用 R100 或 R1K 擋 ,對于 PNP 管 ,黑表管接 e 極 ,紅表筆接 c極 ,對于 NPN 型三極管 ,黑表筆接 c 極 ,紅表筆接 e 極 .要求測得的電阻越大越好 .ec 間的阻值越大 ,說明管子的 ICEO 越小 。反之 ,所測阻值越小 ,說明被測管的 ICEO 越大 .一般說來 ,中、小功率硅管、鍺材料低頻管 ,其阻值應分別在幾百千歐、幾十千歐及十幾千歐以 上 ,如果阻值很小或測試時萬用表指針來回晃動 ,則表明 ICEO 很大 ,管子的性能不穩(wěn)定 . 測量放大能力 (β).目前有些型號的萬用表具有測量三極管 hFE 的刻度線及其測試插座 ,可以很方便地測量三極管的放大倍數 .先將萬用表功能開關撥至 擋 ,量程開關撥到ADJ 位置 ,把紅、黑表筆短接 ,調整調零旋鈕 ,使萬用表指針指示為零 ,然后將量程開關撥到 貴州大學本科畢業(yè)論文 (設計 ) 第 35 頁 hFE 位置 ,并使兩短接的表筆分開 ,把被測三極管插入測試插座 ,即可從 hFE 刻度線上讀出管子的放大倍數 . 檢測判別電極 判定基極 .用萬用表 R100 或 R1k 擋測量三極管三 個電極中每兩個極之間的正、反向電阻值 .當用第一根表筆接某一電極 ,而第二表筆先后接觸另外兩個電極均測得低阻值時 ,則第一根表筆所接的那個電極即為基極 ,要注意萬用表表筆的極性 ,如果紅表筆接的是基極 ,測得的阻值都較小 ,則可判定被測三極管為PNP 型管 。如果黑表筆接的是基極 b,紅表筆分別接觸其他兩極時 ,測得的阻值較小 ,則被測三極管為 NPN 型管 . 判定集電極 c 和發(fā)射極 e.(以 PNP 為例 )將萬用表置于 R100 或 R1K 擋 ,紅表筆基極 b,用黑表筆分別接觸另外兩個管腳時 ,所測得的兩 個電阻值會是一個大一些 ,一個小一些 .在阻值小的一次測量中 ,黑表筆所接管腳為集電極 。在阻值較大的一次測量中 ,黑表筆所接管腳為發(fā)射極 . 判別高頻管與低頻管 高頻管的截止頻率大于 3MHz,而低頻管的截止頻率則小于 3MHz,一般情況下 ,二者是不能互換的 . 在路電壓檢測判斷法 在實際應用中、小功率三極管多直接焊接在印刷電路板上 ,由于元件的安裝密度大 ,拆卸比較麻煩 ,所以在檢測時常常通過用萬用表直流電壓擋 ,去測量被測三極管各引腳的電壓值 ,來推斷其工作是否正常 ,進而判斷其好壞 . 大功率晶體三極管的檢測 利用萬用 表檢測中、小功率三極管的極性、管型及性能的各種方法 ,對檢測大功率三極管來說基本上適用 .但是 ,由于大功率三極管的工作電流比較大 ,因而其 PN 結的面積也較大 .PN 結較大 ,其反向飽和電流也必然增大 .所以 ,若像測量中、小功率三極管極間電阻那樣 ,使用萬用表的 R1k 擋測量 ,必然測得的電阻值很小 ,好像極間短路一樣 ,所以通常使用R10 或 R