【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(xué)本科畢業(yè)論文 (設(shè)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(xué)本科畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 第 28 頁 電源電路 在設(shè)計實物時，需要考慮本系統(tǒng)采用什么樣的電源，本設(shè)計所采用的模塊大多是典型數(shù)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(shù)據(jù)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(xué)本科畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 第 29 頁 第四章 軟件設(shè)計 本章將根據(jù)電感測量儀的工作原理設(shè)計軟件，并用 Keil4 編譯，經(jīng)過調(diào)試后測試仿真。軟件的設(shè)計是一個復(fù)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(tǒng)的軟件采用 C 語言設(shè)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(shù)據(jù)端口 在本設(shè)計的模塊中，模塊是以單片機為核心，講測量結(jié)果顯示在 LCD1602 顯示屏上。 軟件設(shè)計流程圖 流程圖是一種傳統(tǒng)的算法表示法，它利用幾何圖形的框來代表各種不同性質(zhì)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(yīng)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(shè)計的軟件流程圖。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文 (設(shè)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(shè)計的程序源代碼就是根據(jù)這個流程圖來設(shè)計的，源代碼比較復(fù)雜，附在論文附錄之中，根據(jù)需要可以查閱。 系統(tǒng)初始化 顯示TESTING 開定時器 T計數(shù)器 T0 T1 是否中斷 頻率是否在正常范圍內(nèi) 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(xué)本科畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 第 31 頁 第五章 PCB 與實物制作 protel99se 介紹 PCB 板的設(shè)計與系統(tǒng)的調(diào)試 PROTEL99SE 的介紹與 PCB 板的設(shè)計 Protel99SE是應(yīng)用于 Windows9X/2022/NT 操作系統(tǒng)下的 EDA 設(shè)計軟件，采用設(shè) 計庫管理模式，可以進行聯(lián)網(wǎng)設(shè)計，具有很強的數(shù)據(jù)交換能力和開放性及 3D 模擬功能，是一個 32 位的設(shè)計軟件，可以完成電路原理圖設(shè)計，印制電路板設(shè)計和可編程邏輯器件設(shè)計等工作，可以設(shè)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(tǒng)組成 按照系統(tǒng)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(shè)計部分 (1)電路原理設(shè)計部分 (Advanced Schematic 99)：電路原理圖設(shè)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(tǒng)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(guān)電路圖和零件庫的各種報表。 (2)印刷電路板設(shè)計系統(tǒng) (Advanced PCB 99)：印刷電路板設(shè)計系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng) (Advanced Route 99)：本系統(tǒng)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(xiàn) PCB 設(shè)計的自動化。 電路仿真與 PLD 部分 (1)電路模擬仿真系統(tǒng) (Advanced SIM 99)：電路模擬仿真系統(tǒng)包含一個數(shù)字 /模擬信號仿真器，可提供連續(xù)的數(shù)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(shè)計系統(tǒng) (Advanced PLD 99)：可編程邏輯設(shè)計系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)可以最大限度的精簡邏輯部件，使數(shù)字電路設(shè)計達到最簡化。 (3)高級信號完整性分析系統(tǒng) (Advanced Integrity 99）：信號完整性分析系統(tǒng)提供了一個精確的信號完整性模擬器，可用來分析 PCB 設(shè)計、檢查電路設(shè)計參數(shù)、實驗超調(diào)量、阻抗和信號諧波要求等。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 第 32 頁 Protel 99 SE 的功能特性 開放式集成化的設(shè)計管理體系 超強功能的、修改與編輯功能 強大的設(shè)計自動化功能 本設(shè)計中， PCB 的設(shè)計如圖 51 所示： 圖 PCB 設(shè)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(tǒng)電路圖繪制導(dǎo)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(tǒng)的電路圖就繪制完成。 4）完成電路圖之后需要制作網(wǎng)絡(luò)表，導(dǎo)入 PCB，或者直接更新 PCB 也可。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 第 33 頁 PCB 板的制作 用 Protel99 設(shè)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(zhuǎn)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(fù)雜，而且由于手工操作的原因，新手不容易成功。現(xiàn)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(xué)們制作好 PCB 確認無誤后發(fā)到相應(yīng)廠家代為制作，本設(shè)計的電路板即是廠家代為制作的。 材料清單 本次設(shè)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(guān)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(shù)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(xué)本科畢業(yè)論文 (設(shè)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(yīng)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(diào)整好了和表筆接好后，觀察萬用表指針是否較大的偏轉(zhuǎn)，然后由最大的偏轉(zhuǎn)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(xiàn)萬用表指針不偏轉(zhuǎn)說明該電容開路。當萬用表指針偏轉(zhuǎn)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(jié)和集電結(jié)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(shù)值近似等于管子的倍數(shù) β 和集電結(jié)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(yīng)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(yīng)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(shù) .先將萬用表功能開關(guān)撥至 擋 ,量程開關(guān)撥到ADJ 位置 ,把紅、黑表筆短接 ,調(diào)整調(diào)零旋鈕 ,使萬用表指針指示為零 ,然后將量程開關(guān)撥到 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文 (設(shè)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(shù) . 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(yīng)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(jié)的面積也較大 .PN 結(jié)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