【正文】 阻是否符合要求，達到測試其壽命特性的目的。 比較器基準可調電壓電路電路原理圖如圖316所示。圖中D0為高精度的穩(wěn)壓二極管，穩(wěn)壓管電阻R、R1的精度和穩(wěn)定性由輸出電壓U0的要求來決定，運算放大器應選擇低失調電壓、低失調電流和低噪聲、低漂移的集成運算放大器。圖316 可調電壓電路原理圖由運算放大器的工作原理可知：從上式可以看出，只要參考電壓U1恒定值，是一定值，則輸出電壓U0是一穩(wěn)定值。改變的值就可得到不同的U0值，一般選定電阻R的值，改變R1，來調節(jié)輸出電壓。在測試系統(tǒng)中通過改變滑片電阻的大小來調節(jié)比較器的基準電壓，從而使測試的參數(shù)范圍可調，達到設計目的。 小結在此章節(jié)中詳細介紹了硬件的各部分的設計過程，對所選取的單片機進行了詳細論述，以及基于此單片機各種外圍電路的詳細設計，對于設計的思想作了細節(jié)的補充。課題的設計采用分模塊設計，便于在電路出現(xiàn)了問題時能第一時間的找出問題解決問題，也有利于系統(tǒng)的擴展。第四章 PTCR壽命特性測試儀抗干擾設計隨著電子技術和計算機技術在電器產(chǎn)品的廣泛應用，電子產(chǎn)品的抗干擾問題變得更為突出。目前，智能化控制系統(tǒng)在我國的各個領域己普遍應用。在實驗室或干擾源較少的環(huán)境中應用的這類控制系統(tǒng)其可靠性基本上能夠滿足要求，而應用于工業(yè)環(huán)境中的這類控制系統(tǒng)則有些不盡人意。因為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境往往比較惡劣，干擾比較多，有些干擾會嚴重破壞程序或器件性能改變或嚴重損壞器件，甚至可能會涉及到經(jīng)濟效益和操作人員的生命安全。而且現(xiàn)在人們對電子產(chǎn)品對環(huán)境、人體和生物的所造成的電磁污染達到了前所未有的重視程度，因此，在設計具體的電子產(chǎn)品時必須充分考慮并滿足抗干擾的要求才能獲得應有的經(jīng)濟效益和社會效益。PTCR壽命特性測試儀用于工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場條件相當惡劣，干擾極其復雜。根據(jù)生產(chǎn)、科研實踐經(jīng)驗，以往設計的測試設備就發(fā)生過因為電磁干擾無法正常工作的現(xiàn)象。因此有必要在設計階段就考慮系統(tǒng)抗電磁干擾的問題，也即系統(tǒng)電磁兼容性的問題。 電磁兼容性的基本概念現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，電子、電氣設備或系統(tǒng)獲得了越來越廣泛的應用。運行中的電子、電氣設備大多伴隨著電磁能量的轉換。高密度、寬頻率的電磁信號充滿了人類的生存空間，構成了極大極復雜的電磁干擾環(huán)境。在電力系統(tǒng)中，開關的動作、磁性線圈、發(fā)電機、交流單相電動機、靜電放電、電網(wǎng)反作用、戶內的雷擊保護、高壓電力線、電氣化鐵路等產(chǎn)生的電磁干擾。使以通訊系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)為主干的電子系統(tǒng)受到嚴峻的考驗，有的甚至會產(chǎn)生嚴重的后果。當今電子系統(tǒng)越來越現(xiàn)代化，其形成的電磁環(huán)境也就越來越復雜。反之，復雜的電磁環(huán)境又對電子系統(tǒng)提出了更為嚴峻的要求?？梢哉f現(xiàn)代電子、電氣設備或系統(tǒng)都存在如何提高在它們復雜的電磁環(huán)境中的生存能力，即抗電磁干擾能力，以保證達到初始的設計目的，也即電磁兼容性的設計問題。電磁兼容性是對電子電氣產(chǎn)品性能的全面衡量。它主要包含三方面內容:即電子、電氣產(chǎn)品對環(huán)境的影響大小，電子電氣產(chǎn)品的自我影響大小和抗受能力。電磁兼容性是抗干擾概念的擴展和延伸。只有把主動采取措施抑制電磁干擾貫穿于設備或系統(tǒng)的設計、生產(chǎn)和使用的整個過程中。這樣才能保證電子、電氣設備和系統(tǒng)實現(xiàn)電磁兼容性。從整體上說，兼容性問題有明顯的系統(tǒng)性特點。在電子、電氣設備壽命期的所有階段，都必須考慮電磁兼容性問題。如果忽視電磁兼容性，使設備兼容性受到破壞。，而此時再設法去解決則往往所需經(jīng)費很大。因此，電器產(chǎn)品尤其是復雜的系統(tǒng)，在設計階段就應考慮到系統(tǒng)的電磁兼容性。 本測試儀的電磁兼容性設計PTCR壽命特性測試系統(tǒng)用于工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場條件相當惡劣，干擾復雜，為有效的提高系統(tǒng)的電磁兼容能力，有必要對本系統(tǒng)電磁干擾環(huán)境做一個分析。并在系統(tǒng)設計時予以排除或補救。 單片機的抗干擾設計單片機是本系統(tǒng)的核心控制部件，如果單片機不能正常工作，那么整個系統(tǒng)將陷于癱瘓，所以單片機的抗干擾尤為重要。微機系統(tǒng)供電線路是干擾的主要來源，電源采用隔離變壓器接入電網(wǎng)，可以防止電網(wǎng)的干擾侵入系統(tǒng)。隔離變壓器與普通變壓器的不同之處在于它在初級和次級之間加了一層屏蔽層，并將它和鐵芯一起接地。，可以消除大部分高頻干擾。本系統(tǒng)既有模擬電路又有數(shù)字電路，因此數(shù)字地與模擬地要分開，最后只在一點相連，如果兩者不分，則會互相干擾。單片機在輸出信號時，外部干擾有可能使信號出錯。本系統(tǒng)中單片機發(fā)出的驅動信號傳送給驅動電路，最后用來驅動繼電器開關，如果單片機的程序受到干擾，那么驅動繼電器開關的信號就會有誤，那么將會發(fā)生不可想象的結果，因此必須在軟件設計上考慮抗干擾措施。在軟件上，最有效的方法就是重復輸出同一個信號，只要重復周期盡可能短，就可以及時防止錯誤動作的產(chǎn)生。對于失控的CPU，最簡單的方法是使其復位，程序自動從OOOOH開始執(zhí)行。為此只要在單片機的RESET端加上一個高電平信號，并持續(xù)10ms以上即可，因此在本系統(tǒng)設有復位開關，可進行手動復位。 本系統(tǒng)采用的抗干擾設計電源線設計：根據(jù)印制線路板電流的大小，盡量加粗電源線寬度，減少環(huán)路電阻。同時使電源線和地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致，這樣有助于增強抗噪聲能力。地線設計：印制電路板上，電源線和地線最重要?？朔姶鸥蓴_，最主要的手段就是接地。本印制電路板采用單點接地法，電源和地是從電源的兩端接到印制線路板上來的，電源一個接點，地一個接點。板上多個返回地線，并都會聚到回電源的那個接點上，就是所謂單點接地。地線分別采取了以下措施。(1) 數(shù)字地與模擬地分開。本系統(tǒng)印制電路板上既有數(shù)字電路又有模擬電路，在布線時，將數(shù)字電路和模擬電路的地線分開布線，并且分別用不同的電源對其進行供電。低頻電路的地采用單點并聯(lián)接地，高頻電路采用多點串聯(lián)接地。(2) 接地線盡量加粗。若接地線很細，則接地電位隨電流的變化而變化，致使電子設備的定時信號電平不穩(wěn)，抗噪聲性能變壞。因此本系統(tǒng)印制電路板在設計時盡量將接地線加粗，使它能通過三倍于印制板上的允許電流。本板接地線都在2mm以上，有的地方達到了1mm。 小結本章節(jié)介紹了硬件設計中必須考慮的干擾性問題，對干擾的產(chǎn)生和危害也作了了解，對于解決干擾提出了一些比較好的方案。第五章 結論通過前面的分析可以得出以下結論：1． 利用單片機、具有特定功能的可編程邏輯器件和模擬電路來實現(xiàn)對PTCR壽命特性測試的控制，使得測試系統(tǒng)更加智能化，在系統(tǒng)中可以自己設置測試的參數(shù)，對于不同的PTCR可以分類型測試。不同阻值的PTCR的阻值允許變化范圍不同，所以比較器模塊中的基準電壓可調，以滿足要求。2． 根據(jù)PTCR的阻溫特性，根據(jù)PTCR元件的阻溫特性，采用各回路依次順序加低壓、順序切換到高壓、順序斷電，保證各工位低壓和高壓加壓時間相同。這種方法能有效的降低測試系統(tǒng)對工業(yè)工電網(wǎng)的沖擊和提高工效。3． 采用與單片機相連的可編程邏輯芯片實現(xiàn)系統(tǒng)設計要求的功能，如：利用8255擴展I/O口來控制給PTCR加高壓與加低壓等測試過程。利用8279鍵盤顯示芯片擴展顯示與控制模塊，使測試系統(tǒng)更加直觀和人性化。4． 采用模塊化設計技術，按照功能對整個系統(tǒng)進行模塊化劃分和制造，提高了系統(tǒng)的可靠性，便于設備維修和根據(jù)不同需要進行系統(tǒng)組合，以實現(xiàn)不同的功能，能大大降低系統(tǒng)設計成本。5． 在設計過程中充分考慮到的抗干擾的問題，采取了多種抗干擾措施，使得本系統(tǒng)對工作環(huán)境的適應性更強，工作更加穩(wěn)定、安全。本系統(tǒng)采用單片機和具有特定功能的可編程邏輯器件實現(xiàn)了對PTCR壽命特性測試的自動控制，提高了測試的穩(wěn)定性和安全性，提高了測試效率，節(jié)約了勞動力，提高了效益。所以使用單片機和具有特定功能的可編程邏輯器件可以組成一個穩(wěn)定實用的多功能PTCR測試系統(tǒng)。參考文獻[1] 羅耀華，蔣志堅．電子測量儀器原理及應用(2)智能儀器．電子工業(yè)出版社出版[2] ．電子元件與材料測試技術[M]．華中理工大學出版社[3] 周東祥，龔樹萍．PTC 材料及應用[M]．華中理工大學出版社[4] 徐開先，葉濟民．熱敏電阻器[M]．北京：北京機械工業(yè)出版社[5] 黎步銀，周東祥，曾亦可，付明，時峰．PTCR耐電流沖擊自動測試儀[J] ．電子學報：華中科技大學電子科學與技術系[6] 王耀南．單片機原理及應用[M]．湖南：湖南大學出版社出版[7] 王彥明，孟志勇．單片機外圍電路設計[M]．電子工業(yè)出版社出版[8] 張友德，趙志英．單片微型機原理、應用與實驗[M]．上海：復旦大學出版社[9] 何立民．單片機應用技術選編[M]．北京：北京航空航天大學出版社[10] 徐愛鈞．智能化測量控制儀表原理與設計[M]．北京：北京航空航天大學出版社[11] 閻石．數(shù)字電子技術基礎[M]．北京：高等教育出版社[12] Stauffer H．Smart Enabling System for Home Automation．IEEE Transactions on Consumer Electronics,1991,37(2):2935致謝本次畢業(yè)設計作者、喬志忠、李超三人一組，共同設計一個PTCR壽命特性測試系統(tǒng)。系統(tǒng)總共分為硬件設計和軟件設計兩個部分。我的任務是完成系統(tǒng)的硬件設計。！在拿到課題前都沒有一點關于PTCR方面的知識，但是在我們的指導老師張一斌老師的悉心指導下，逐步了解了PTCR的工作原理。張老師為我們提供了良好的設計條件，從老師的言傳身教中，使我學到了許多知識、進行課題設計的方法和態(tài)度，這些都使我受益匪淺。感謝我的同學喬志忠、李超他們給予我許多真誠的幫助。從他們身上我也學到了不少東西。最后還要感謝我的父母和家人，感謝他們多年來對我無私的愛和關懷，沒有他們的支持，就沒有今天我的一切。附錄A 硬件設計電路圖第 40 頁 共 40