【導(dǎo)讀】極管的正向的伏安特性曲線測(cè)試的設(shè)計(jì)思路。該設(shè)計(jì)電路的硬件方面主要。內(nèi)部的AD轉(zhuǎn)換模塊，放大電路及LCD12864顯示電路組成。該設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)了比較客觀的展現(xiàn)出二極管的伏安特性，具有直觀性，方便性和實(shí)用性。11月30日─12月06日文獻(xiàn)閱讀、資料整理、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)；12月14日─12月20日軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)及調(diào)試；12月28日─01月03日撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，完成初稿；01月04日─05月21日修改并完成論文。[8]新編單片機(jī)原理與應(yīng)用（第二版）.西安電子科技大學(xué)出版社，[9]張萌.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)綜合實(shí)例[M].北京：清華大學(xué)出版社，[10]樓然苗.單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，

　　

【正文】 壓： 5uV；輸入電流： 1nA； GBW:2MHZ； 共模抑制比： 130dB；單源電壓： 5V；雙電源電壓： +/； OPA335 的引腳圖如下圖 所示 ： 圖 （ OPA335引腳圖 ） 運(yùn)算放大電路原理圖 如下 圖 所示 ： 圖 （ 運(yùn)算放大電路原理圖 ） 23 同相比例運(yùn)算放大電路原理簡(jiǎn)述 : N 7 8根據(jù)運(yùn)算放大器輸入端“虛斷”可得 i =0，故有 i =i 可得 式（ 6） ： 87uu0 RuR ONn ??? （ 6） N P I由于虛短， 可得 u =u =u ， 可得式（ 7）： IPO URRURRU ?????? )1()1( 7878 （ 7） 比例系數(shù) 為式（ 8）： 78uf 1 RRA ?? （ 8） 將 得到的放大 后的模擬 電壓直接輸入到單片機(jī)內(nèi)部的 AD進(jìn)行采集。 虛短和虛斷的含義： 虛短 ： 是指在理想情況下，兩個(gè)輸入端的電位相等，就好像兩個(gè)輸入端短接在一起，但事實(shí)上并沒(méi)有短接，稱(chēng)為 “ 虛短 ” 。虛短的必要條件是運(yùn)放引入深度負(fù)反饋 。 虛斷 ： 指在理想情況下，流入集成運(yùn)算放大器輸入端電流為零。這是由于理想運(yùn)算放大器的輸入電阻無(wú)限大，就好像運(yùn)放兩個(gè)輸入端之間開(kāi)路。但事實(shí)上并沒(méi)有開(kāi)路，稱(chēng)為 “ 虛斷 ” 。 同相比例放大電路和反向比例放大電路 前者是深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路 ， 后者是深度電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路 。負(fù)反饋放大電路從輸出端的取樣方式可以分為電壓反饋和電流反饋 從輸入端的接入電路的方式可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。 最簡(jiǎn)單的區(qū)分方法是：若輸出端的反饋取樣點(diǎn)跟輸出在同一點(diǎn)的話就是電壓反饋，不在同一點(diǎn)的話就是電流反饋；在輸入端，如果反饋信號(hào)和輸入信號(hào)接在同一輸入端的話就是以電流的形式參與計(jì)算，是電流負(fù)反饋，如果反饋信號(hào)和輸入信號(hào)接在放大電路的不同端子上的話，那么就是以電壓形式參與運(yùn)算，是電壓負(fù)反饋。 將負(fù)載短路，也就是將 RL 短路，如果反饋信號(hào)還存在，就是電流負(fù)反饋；如果反饋信號(hào)為 0，就是電壓負(fù)反饋。 第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 24 第 4 章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 程序流程圖的設(shè)計(jì) 本 章節(jié) 程序流程圖分為 3 個(gè)部分，第一部分 LCD12864 的初始化程序流程圖，第二部分為 TLV5616 DA數(shù)據(jù)發(fā)送程序流程圖，第三部分為：?jiǎn)纹瑱C(jī)的主程序流程圖。第一部分 LCD12864的初始化流程圖 如 圖 所示 ： 圖 （ LCD12864的初始化流程圖 ） LCD12864 初始化程序： void LcmInit(void) //LCD12864 初始化函數(shù) { writeCommand(0x30)。//功能設(shè)定 delayms(50)。 //延時(shí) writeCommand(0x01)。//清除屏幕控制字 delayms(50)。 //延時(shí) writeCommand(0x06)。//進(jìn)入設(shè)定點(diǎn)控制字 delayms(50)。 //延時(shí) writeCommand(0x0c)。//顯示開(kāi)關(guān) ClrGDRAM()。 //調(diào)用 ClrGDAM 函數(shù) } 開(kāi)始 延時(shí) 功能設(shè)定控制字 30H 延時(shí) 清除屏幕控制字 01H 延時(shí) 進(jìn)入設(shè)定點(diǎn) 控制字 06H 延時(shí) 顯示開(kāi) /關(guān) 控制字 0C0H 延時(shí) 結(jié)束 清除 GDRAM 25 第二部分 TLV5616 DA數(shù)據(jù)發(fā)送程序流程圖 如下圖 所示 ： 是 圖 （ TLV5616DA數(shù)據(jù)發(fā)送程序流程圖 ） TLV5616 DA 程序 : //**tlv5616 的驅(qū)動(dòng)程序 **// void tlv5616_da(uint da) {uchar i 。//da=4。//tlv5616_cs=0。 tlv5616_clk=1。 tlv5616_fs=0。 for(i=0。i16。i++) {_nop_()。_nop_()。 tlv5616_data=(bit)(daamp。0x8000)。 tlv5616_clk=0。 _nop_()。_nop_()。 da=1。 tlv5616_clk=1。 _nop_()。_nop_()。 }//tlv5616_cs=1。 tlv5616_fs=1。 tlv5616_clk=0。 for(i=0。i16。i++)。 } 設(shè)置片選， FS 等控制信號(hào) 設(shè)置上電及慢速模式 左移一位 時(shí)鐘控制 發(fā)送 Dataamp。8000 開(kāi)始 結(jié)束 判斷是否繼續(xù)傳輸？ 第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 26 第三部分為：?jiǎn)纹瑱C(jī)的主程序流程圖 如下 圖 所示 ： 圖 （單片機(jī)的主程序流程圖） 單片機(jī)的主程序（部分）： void main(void) { LcmInit()。//LCD12864 初始化 LCD12864DisplayString(0,0,畢業(yè)設(shè)計(jì)二極管伏安特性曲線測(cè)試儀 well! )。//顯示漢字和字符 LCD12864DisplayPictrue(32,5,48,32,pictrue2)。//顯示機(jī)器貓 LCD12864DisplayString(3,0,myfriends)。//顯示 myfriends delayms(30000)。 //適當(dāng)延時(shí)， 3s LcmInit()。//LCD12864 初始化 drawxy_0()。//畫(huà)坐標(biāo)軸 LcmPrint(4,0,xian1)。 //顯示當(dāng)前電流 LcmPrint(4,1,xian2)。 //顯示： ma LcmPrint(4,2,xian3)。 //顯示當(dāng)前電壓 LcmPrint(4,3,xian4)。 //顯示： v for(a=1。a=100。a++) { tlv5616_da(39*a)。 //調(diào)啟用 DA delayms(10000)。 //適當(dāng)延時(shí)， 1s InitializeAD()。 //AD 初始化 適當(dāng)延時(shí) 顯示漢字、字符、圖片 適當(dāng)延時(shí) 顯示采集轉(zhuǎn)換來(lái)的電壓和電流 調(diào)用打點(diǎn)函數(shù) LCD12864 初始化 LCD12864 再次初始化 顯示坐標(biāo)及顯示漢字 啟動(dòng) DA 程序 適當(dāng)延時(shí) 啟動(dòng) AD程序，采集電壓 并進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 AD 初始化 DA 賦值為 0，并顯示漢字 開(kāi)始 結(jié)束 27 ADvalue = ReadADvalue(4)。 //讀回 AD 值 ,通道 4，注意看 ReadADvalue（）這個(gè)函數(shù)， 4就是 Channel ADvalue = ADvalue*5000/(1024*5)。 //轉(zhuǎn)換成電壓值，注意此處與 ADvalue1的不同， *5000是為了方便對(duì) ADvalue 取 個(gè)位，小數(shù)點(diǎn)后一位，兩位的計(jì)算 ADvalue1=(ADvalue*5)/(1024*5)。 //轉(zhuǎn)換成電壓值，后面 /（ 1024*5）中多了 5是因?yàn)榍懊娴哪M電壓放大了 5 倍。 drawPoint(10+(int)(ADvalue1/),54(int)(a/2),1)。 //調(diào)用 drawPoint（）函數(shù)，其中 ADvalue1/ 是為了計(jì)算對(duì)應(yīng)的電壓值 的 格子數(shù)，一個(gè)格子為 ，因?yàn)?ADvalue1 為浮點(diǎn)數(shù)，所以前面需要進(jìn)行強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換為整型。 displaystring1(0x95,a)。 //調(diào)用 displaystring1（）函數(shù)，顯示電流值 displaystring(0x9d,ADvalue)。//調(diào)用 displaystring（）函數(shù)，顯示電壓值 delayms(10000)。 //延時(shí)函數(shù)， 1s } tlv5616_da(0)。//讓 DA 為 0，停止工作 delayms(10000)。 //延時(shí) LcmInit()。//LCD12864初始化 LCD12864DisplayString(0,0, 本 輪 測(cè) 試 已 經(jīng) 完 成 THANKS EVERYBOBY GOOD BYE!)。//顯示漢字和字符 while(1)。 } 第五章 系統(tǒng)調(diào)試與仿真 28 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試與仿真 由于本設(shè)計(jì)的特殊性，在 protues 中并不能進(jìn)行仿真，故此只能在實(shí)際中進(jìn)行實(shí)物的調(diào)試，下 表 1ma 到 20ma 時(shí)對(duì)應(yīng)的二極管電壓的數(shù)據(jù)（實(shí)際測(cè)試應(yīng)為 1ma 到 100ma的數(shù)據(jù)，但是由于測(cè)試量大，故此只取 1 到 20ma，二極管為硅二極管）： 1ma 2ma 3ma 4ma 5ma 6ma 7ma 8ma 9ma 10ma 11ma 12ma 13ma 14ma 15ma 16ma 17ma 18ma 19ma 20ma 表 （硅二極管的電壓與通過(guò)的電流的數(shù)據(jù)） 下 表 1ma 到 20ma時(shí)對(duì)應(yīng)的二極管的電壓數(shù)據(jù)（二極管為鍺二極管）： 1ma 2ma 3ma 4ma 5ma 6ma 7ma 8ma 9ma 10ma 11ma 12ma 13ma 14ma 15ma 16ma 17ma 18ma 19ma 20ma 表 （鍺二極管的電壓與通過(guò)的電流的數(shù)據(jù)） 在進(jìn)行多次的程序修改和調(diào)試后，最終能達(dá)到原來(lái)的設(shè)想，即是電流以 1ma 步進(jìn)到 100ma，并且經(jīng)過(guò)單片機(jī)的內(nèi)部 AD 采集數(shù)據(jù)和處理，最終能在 LCD12864 上顯示出相應(yīng)的點(diǎn)并形成曲線，顯示出相應(yīng)類(lèi)型的二極管的伏安特性曲線。 在下圖中，我們能比較直觀的看到測(cè)試的二極管對(duì)應(yīng)的電流和電壓的數(shù)值和在 LCD12864 液晶顯示屏左半屏上顯示出的對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，我們通過(guò)打點(diǎn)，依次顯示出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，并最終顯示出二極管的伏安特性曲線。 29 下圖（ ）為測(cè)試硅二極管的伏安特性曲線的實(shí)物圖： 圖 （ 測(cè)試 硅 二極管的伏安特性曲線的實(shí)物圖 ） 下圖（ ）為測(cè)試鍺二極管的伏安特性曲線的實(shí)物圖： 圖 （ 測(cè)試鍺二極管的伏安特性曲線的實(shí)物圖 ） 總結(jié) 30 總結(jié) 在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，硬件方面主要設(shè)計(jì)了 STC12C5A60S2 單片機(jī)的最小系統(tǒng)、TLV5616 DA 電路、 V/I轉(zhuǎn)換電路、放大電路、 LCD12864 顯示電路；軟件方面主要設(shè)計(jì)了 DA 轉(zhuǎn)換程序、 AD 采樣程序、 LCD12864 驅(qū)動(dòng)程序；系統(tǒng)的調(diào)試主要是通過(guò) 51單片機(jī)開(kāi)發(fā)板和焊接好的實(shí)物，再借助于 Keil、 STC 等電路實(shí)現(xiàn)的；再此過(guò)程中，我們基本實(shí)現(xiàn)硅二極管和鍺二極管的伏安特性曲線的測(cè)定，但仍然有些許誤差 。 在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)到了許多以前沒(méi)學(xué)到的知識(shí)，也鞏固了曾經(jīng)所學(xué)過(guò)的知識(shí)，在電路焊接時(shí)雖然沒(méi)什么大問(wèn)題，但 從中也知道了焊接在整個(gè)作品中的重要性，電路工程量大，不能心急，一個(gè)個(gè)慢慢來(lái)不能急于求成。反而達(dá)到事半功倍的效果。 雖然本次設(shè)計(jì)基本完成了設(shè)計(jì)的要求，但仍然存在著很多需要改進(jìn)的地方， 比如沒(méi)有采取手動(dòng)復(fù)位和自動(dòng)上電復(fù)位雙結(jié)合的方式。 在進(jìn)行測(cè)試的時(shí)候，仍存 在 些許的誤差 ，通過(guò)這次設(shè)計(jì)我也發(fā)現(xiàn)自己的很多不足之處。在設(shè)計(jì)過(guò)程中我發(fā)現(xiàn)自己考慮問(wèn)題很不全面，自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)掌握的很不牢固，所掌握的應(yīng)用軟件還不夠多，我希望自己的這些不足之處能在今后的工作和學(xué)習(xí)中得到改善。而且，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我懂得了學(xué)習(xí)的重要性，學(xué)會(huì)了堅(jiān)持和努力，這將為以后的學(xué)習(xí)做出了最好的榜樣！ 31 參考文獻(xiàn) [1]宏晶科技 .增強(qiáng)型 8051 單片機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù) [2]王小娟 .數(shù)控直流電流源中 V/I 轉(zhuǎn)換電路的實(shí)現(xiàn)方法 [3]TLV5616 數(shù)據(jù)手冊(cè) [4]控制器 ST7920LCD12864液晶顯示模塊技術(shù)手冊(cè) [5]周雪 .模擬電子技術(shù) [M]西安 : 西安電子科技大學(xué)出版社 [6]單片機(jī)開(kāi)發(fā)環(huán)境μ Vision4 的開(kāi)發(fā)指南 [M]. 北京 :北京航空航