【正文】 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(jìn)行信號模擬仿真，從而驗(yàn)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(jìn)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(dá)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(shí)驗(yàn)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 31 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(qiáng)功能的、修改與編輯功能 強(qiáng)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 32 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(rèn)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?，F(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(rèn)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(jī) 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(rèn)識和檢測元件，一些常見元件的認(rèn)識與檢測如下：色環(huán)電阻：在此使用的是四個色環(huán)標(biāo)準(zhǔn)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 33 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(biāo)志的那頭為負(fù)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(fù)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(biāo)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(fù)極。對于 2200pF 一下的電容用萬用表 R10KΩ 或 R100KΩ 測量，2200pF 以上可以用 R1KΩ 或 R100KΩ 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(dāng)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：1中、小功率三極管的檢測A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(a) R100 或 R1K 擋,按照紅、黑表筆的六種不同接法進(jìn),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,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.(b)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 隨著環(huán)境溫度的升高而增長很快,ICBO 的增加必然造成 ICEO 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 . 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 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.(c)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 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計) 第 34 頁座, 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 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).B檢測判別電極(a) R100 或 R1k 擋測量三極管三個電極中每兩個極之間的正、,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.(b)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,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.C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.D在路電壓檢測判斷法在實(shí)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(jìn)而判斷其好壞.2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,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 結(jié)較大,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 R1 擋檢測大功率三極管 .3普通達(dá)林頓管的檢測 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計) 第 35 頁用萬用表對普通達(dá)林頓管的檢測包括識別電極、區(qū)分 PNP 和 NPN 嘈?、估测放大能力?認(rèn)钅諶蕁 R 蛭 锪侄俟艿腅 B 極之間包含多個發(fā)射結(jié),所以應(yīng)該使用萬用表能提供較高電壓的 R10K 擋進(jìn)行測量.4大功率達(dá)林頓管的檢測設(shè)置了 VRR2 等保護(hù)和泄放漏電流元件 ,所以在檢測量應(yīng)將這些元件對測量數(shù)據(jù)的影響加以區(qū)分,:A用萬用表 R10K 擋測量 B、C 之間 PN 結(jié)電阻值,、反向電阻值應(yīng)有較大差異.B在大功率達(dá)林頓管 BE 之間有兩個 PN 結(jié),并且接有電阻 R1 和 檢測時,當(dāng)正向測量時,測到的阻值是 BE 結(jié)正向電阻與 RR2 阻值并聯(lián)的結(jié)果。 當(dāng)反向測量時,發(fā)射結(jié)截止,測出的則是(R1+R2)電阻之和,大約為幾百歐,且阻值固定,不隨電阻,有些大功率達(dá)林頓管在 RR上還并有二極管,此時所測得的則不是(R1+R2)之和,而是(R1+R2) 與兩只二極管正向電阻之和的并聯(lián)電阻值.5帶阻尼行輸出三極管的檢測將萬用表置于 R1 擋,通過單獨(dú)測量帶阻尼行輸出三極管各電極之間的電阻值,即可判斷,方法及步驟如下:A將紅表筆接 E,黑表筆接 B,此時相當(dāng)于測量大功率管 BE 結(jié)的等效二極管與保護(hù)電阻 R 并聯(lián)后的阻值,由于等效二極管的正向電阻較小,而保護(hù)電阻 R 的阻值一般也僅有20~50,所以 ,二者并聯(lián)后的阻值也較小 。反之,將表筆對調(diào),即紅表筆接 B,黑表筆接 E,則測得的是大功率管 BE 結(jié)等效二極管的反向電阻值與保護(hù)電阻 R 的并聯(lián)阻值,由于等效二極管反向電阻值較大,所以,此時測得的阻值即是保護(hù)電阻 R 的值,此值仍然較小.B將紅表筆接 C,黑表筆接 B,此時相當(dāng)于測量管內(nèi)大功率管 BC 結(jié)等效二極管的正向電阻,一般測得的阻值也較小。將紅、黑表筆對調(diào),即將紅表筆接 B,黑表筆接 C,則相當(dāng)于測量管內(nèi)大功率管 BC 結(jié)等效二極管的反向電阻,測得的阻值通常為無窮大.C將紅表筆接 E,黑表筆接 C,相當(dāng)于測量管內(nèi)阻尼二極管的反向電阻,測得的阻值一般都較大,約 300~∞。將紅、黑表筆對調(diào),即紅表筆接 C,黑表筆接 E,則相當(dāng)于測量管內(nèi)阻尼二極管的正向電阻,測得的阻值一般都較小,約幾歐至幾十歐. 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計) 第 36 頁 元器件安裝的基本要求一般包括以下幾方面：1）保證導(dǎo)通與絕緣的電氣特性，電氣連接的通與斷是安裝的核心這里所說的通與斷，不僅是安裝后簡單的使用萬用表測試的結(jié)果，而且要考慮在振動，長期工作，濕度等自然條件變化的環(huán)境中，都能保證通者恒通，斷者恒斷。2）保證機(jī)械強(qiáng)度，電子產(chǎn)品在使用過程中，不可避免的需要運(yùn)輸和搬動，會發(fā)生各種有意或無意達(dá)到振動，沖擊，如果機(jī)械安裝不夠牢固，電氣連接不夠可靠，都有可能因?yàn)榧铀俣鹊乃查g受力使裝置受到損害。3）保證傳熱的要求，在安裝中，必須考慮某些零部件在傳熱，電磁方面的要求。4）安裝時接地與屏蔽要充分利用，接地與屏蔽一是消除外辦對產(chǎn)品的電磁干擾，二是消除產(chǎn)品對外辦的電碰干擾，三是減少產(chǎn)品內(nèi)部的相互電磁干擾。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計) 第 37 頁設(shè)計總結(jié)本次設(shè)計是以 555 多諧振蕩器和 ST89C52 單片機(jī)為核心，制作一個能夠測量在線工作電容的在線電容測量儀。本次設(shè)計滿足題目的基本要求和一部分發(fā)揮要求。儀表有性能可靠、電路簡單的特點(diǎn)。但是這種把較難測量的物理量轉(zhuǎn)變成精度較高且較容易測量的物理量也有不足之處，測量誤差不小，只能通過實(shí)際調(diào)試來盡量減小誤差，無法消除誤差。另外，測量過小電容時也比較麻煩。雖然本設(shè)計完成了設(shè)計任務(wù)，但無法得到十分精確的測量結(jié)果，這主要是有以下幾點(diǎn)原因，555 發(fā)出的方波頻率和外接電容之間并非十分精確，其次是外界的干擾對波形有一定的影響，還有硬件自身也有一部分原因。希望在之后的設(shè)計之中能夠得到進(jìn)一步解決。總而言之，本次設(shè)計雖然滿足了一部分要求，但也造成了一些缺憾，只能在今后的學(xué)習(xí)生活中不斷學(xué)習(xí)，不斷補(bǔ)充，不斷完善?；仡櫞舜萎厴I(yè)，可謂是困難重重。從查閱資料到電路設(shè)計，從理論學(xué)習(xí)到實(shí)踐總結(jié)，我相當(dāng)于將 C 語言、單片機(jī)、數(shù)電、電子 CAD 等課程又重新學(xué)了一變。另外，因?yàn)橐郧皬奈粗谱鬟^實(shí)物的原因，在設(shè)計中還遇到了很多以前不曾遇到的問題，我通過各種各樣的方式，光是老師就打擾了四五位之多，在網(wǎng)絡(luò)上更是尋找專業(yè)論壇提問，終于將這些問題一一解決。經(jīng)過此次畢業(yè)設(shè)計，我的確學(xué)到很多東西，這不僅鞏固了以前所學(xué)過的知識，更增強(qiáng)了我對電子設(shè)計的濃厚興趣。通過本次實(shí)踐，我認(rèn)識到自己諸多缺點(diǎn)：時常粗枝大葉的忽略細(xì)節(jié)，常常自以為自己懂了卻很多東西都不懂。設(shè)計的初步階段，我是用LED 數(shù)碼管來顯示電容的，后來經(jīng)過老師提醒，才發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管不如 LCD 穩(wěn)定好用，并且無法顯示提醒字符。我又只好又重新設(shè)計顯示電路，但我對 LCD 的各種指令都忘得差不多，又只好重新找視頻學(xué)習(xí)，重新編寫顯示程序；在調(diào)試過程中，缺少耐性，又不夠細(xì)心。同時，我也意識到，自己所學(xué)知識十分有限，對已經(jīng)學(xué)過的知識理解又不夠深刻，掌握得不夠牢固。本次畢業(yè)設(shè)計雖然完成了，但我在設(shè)計中發(fā)現(xiàn)了更多需要改進(jìn)、完善的問題，在畢業(yè)之后，如果有機(jī)會，我希望能夠?qū)W習(xí)更多的知識，更加完善自己。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計) 第 38 頁 參考文獻(xiàn)[1] 何立民. 單片機(jī)初級教程——單片機(jī)基礎(chǔ)[M]. 第二版. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2022. [2] 韓志軍，沈晉源，王振波. 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計——入門向?qū)c設(shè)計實(shí)例[M].第一版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022. [3] 鐘富昭，張晨 . 8051 單片機(jī)典型模塊設(shè)計與應(yīng)用[M].第一版. 北京：人民郵電出版社，2022. [4] 張義和，陳敵北編著；劉丹改編. 例說 8051[M].第一版. 北京：人民郵電出版社，2022.[5] 康華光. 電子技術(shù)基礎(chǔ)——模擬部分[M].第四版. 北京：高等