【正文】 行校正和對實現(xiàn)功能的可靠性的確認，并記錄觀察結(jié)果。 (2)測試方法：在測試時將被測參數(shù)通過本系統(tǒng)測量出來的示值與參數(shù)的標(biāo)稱值進行對比，進而可以知道本系統(tǒng)的測試精度。其中電阻和電容是采用 555 多諧振蕩電路產(chǎn)生的，而電感則是根據(jù)電容三點式產(chǎn)生的，將振蕩頻率送入 AT89C52 的計數(shù)端端，通過定時并且計數(shù)可以計算出被測頻率，再通過該頻率計算出被測參數(shù)。 系統(tǒng)硬件測試 本設(shè)計的硬件部分通過調(diào)試，在調(diào)試過程中遇到很多問題，由于本電路是由腐蝕板腐蝕而成的，焊接完成后，發(fā)現(xiàn) 1602 不顯 示，經(jīng)檢測后發(fā)現(xiàn)電路板腐蝕時間過長或者印刷不好導(dǎo)致線路斷路發(fā)現(xiàn)后更改后工作正常了。 Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境 (uVision)將這些部份組合在一起。 PCB 板的設(shè)計與系統(tǒng)的調(diào)試 25 二、 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 51 PCB 板的設(shè)計電路 系統(tǒng)調(diào)試與系統(tǒng)測試 系統(tǒng)軟件調(diào)試 單片機開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，匯編語言源程序要變?yōu)?CPU 可以執(zhí)行的機器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。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。 (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)。 (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。 (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。 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。 電阻、電容、電感測試儀的軟件設(shè)計 23 圖 44 頻率計算程序流程圖 開始 程序初始化 數(shù)據(jù)處理 開定時器 TR=1 fw 是否為 1 fw 是否為 1 fw 是否為 0 結(jié)束 N N N Y Y Y 5 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。 利用 GATE=1,TR1=1,只有 引腳輸入高電平時， T1 才允許計數(shù)，利用此，將外部輸入脈沖經(jīng) 引腳上輸入，等待高電平的到來，當(dāng)檢測到高電平時開定時器開始計數(shù)，然后檢測低電平，當(dāng)檢測到低電平時已經(jīng)測得脈沖的脈寬，但我們測得是頻率，故在程序中藥繼續(xù)檢測等待下一個高電平的到來，此時關(guān)定時器停止計數(shù)，用此計數(shù)值乘以機器的周期數(shù) (晶振頻率已知 )，得出觸發(fā)電路產(chǎn)生的周期，然后再經(jīng)過數(shù)據(jù)處理便得到輸入信號的頻率。 單片機對頻率測量的原理如下圖 43 所示。 開始 結(jié)束 初始化 執(zhí)行鍵功能 有無按鍵操？作 ？ 有 無 電阻、電容、電感測試儀的軟件設(shè)計 21 圖 42 RLC 測試儀的軟件流程圖 首先插入被測元件，開關(guān)打開以后，按下 SET 鍵，進行復(fù)位，然后進行按鍵選擇，選擇被測參數(shù)類別，之后單片機根據(jù)按鍵類別啟動 相應(yīng)的參數(shù)測試程開始 初始化 鍵掃描 健分析，置狀態(tài) R測試狀態(tài) C測試狀態(tài) L測試狀態(tài) 開中斷 定時器設(shè)置 通道及指示燈的設(shè)置 采值并計算 顯示 結(jié)束 No Yes 序，測試完畢后將結(jié)果送入數(shù)碼管顯示。 圖 41 按鍵主程序流程圖 主程序流程圖 在電阻、電容、電感測試儀的設(shè)計中，便于直觀性，在數(shù)碼管上顯示被測參數(shù)的選擇，被測參數(shù)各個燈的選擇以及具體設(shè)置。 多路選擇開關(guān)硬件電路如圖 313 所示。當(dāng)選擇了某一通道的頻率后， Y 輸出頻率通過 T1 送入單片機進行計數(shù)，通過計算得到要被測值，多路選擇 開關(guān)控制如表 31 所示。 C322UFC4R5100KLxQ19014R81KC1C5C2Q29014R7100KR647K+5GNDTRIG2OUT3RST4CVOLT5THR6DISC7VCC8GND1U1NE555DGNDC6FL 圖 310 電感測試電路 多路選擇開關(guān)電路的設(shè)計 利用 CD4052 實現(xiàn)測量類別的轉(zhuǎn)換， CD4052 是差分四通道數(shù)字控制模擬開電阻、電容、電感測試儀的系統(tǒng)硬件設(shè)計 19 關(guān)器件，有 A0 和 A1 兩個二進制控制輸入端和 INH 輸入，具有低導(dǎo)通阻抗和很低的截止電流。電容 三點式振蕩 電路 又稱考畢茲振蕩 電路，三點式振蕩電路是指： LC 回路中與發(fā)射極相連的兩個電抗元件必須是同性質(zhì)的，另外一個電抗元件必須為異性質(zhì)的，而與發(fā)射級相連的兩個電抗元件同為電容式的三點式振蕩電路，也就是 射同基反 的構(gòu)成原則 成為電容三點式振蕩電路。 555 接成多諧振蕩器的形式，其振蕩周期為： (311) 我們設(shè)置 R1=R2, 得出： (312) 即： (313) 電路分為 1 檔： R14=30KΩ,R15=； (314) 電容測試電路見圖 39 所示。 555 接成多諧振蕩器的形式，其振蕩周期為： (36) 得出： (37) 即 ： 1 6 1 711[ / 2 ]( 2 ) *X xR R RIn C f??? ? ????? (38) 其中 R16=1KΩ, R17=1KΩ,C11=： 電阻測試電路見圖 38 所示。 (35) 測量電阻電路的設(shè)計 定時器 555 是一種用途很廣的集成電路，只需外接少量 R、 C 元件，就可以構(gòu)成多諧、單穩(wěn)及施密特觸發(fā)器。 對于矩形波，除了用幅度，周期來衡量外，還有一個參數(shù)：占空比 q， q=(脈寬 tw)/(周期 T)， tw指輸出一個周期內(nèi)高電平所占的時間。 充電時間 ： (32) 放電時間： (33) 矩形波的振蕩周期： 錯誤 !未找到引用源。 3)振蕩周期 由圖 (D)可知，振蕩周期 T=T1+T2。 通過上述分析可知，電容充電時，定時器輸出 u0=1，電容放電時， u0=0，電容不斷地進行充、放電，輸出端便獲得矩形波。=0，觸發(fā)器處于 1，定時器輸出 u0=1。 ，比較器 A2 輸出由 1 變?yōu)?0， RS 觸發(fā)器的 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 ，放電三極管 T 導(dǎo)通，電容 C 通過 R2 放電。 錯誤 !未找到引用源。 =0， 錯誤 !未找到引用源。 時刻， uc 上升到 錯誤 !未找到引用源。所以 0tt1 期間，定時器輸出 u0 為高電平 1。 =錯誤 !未找到引用源。當(dāng) uc 上升到 錯誤 !未找到引用源。 =0(1 表示高電位， 0 表示低電位 )， RS 觸發(fā)器置 1，定時器輸出u0=1 此時 錯誤 !未找到引用源。 ，比較器 A1 輸出為高電平， A2 輸出為低電平，即 錯誤 !未找到引用源。 圖 37 震蕩器工作原理 電阻、電容、電感測試儀的系統(tǒng)硬件設(shè)計 15 設(shè)電容的初始電壓 Uc＝ 0， t＝ 0 時接通電源，由于電容電壓不能突變，所以高、低觸發(fā)端 VTH＝ VTL＝ 0 錯誤 !未找到引用源。 2)多諧振蕩器工作原理 由 555 定時器組成的多諧振蕩器如圖 37(C)部分所示，其中 R R2 和電容 C 為外接元件。 端的輸入信號。高電平觸發(fā)信號加在 A1 的反相輸入端，與同相輸入端的參考電壓比較后，其結(jié)果作為基本 RS 觸發(fā)器 錯誤 !未找到引用源。 ，加在反相輸入端。分壓器為比較器 A A2 提供參考電壓，比較器 A1 的參考電壓為 錯誤 !未找到引用源。 圖 36 定時器內(nèi)部結(jié)構(gòu) 它由分壓器、比較器、基本 RS 觸發(fā)器和放電三極管等部分組成。因此集成 555 定時被廣泛應(yīng)用于脈沖波形的產(chǎn)生與變換、測量與控制等方面。見圖 35 按鍵電路所示 電阻、電容、電感測試儀的系統(tǒng)硬件設(shè)計 13 圖 35 按 鍵電路 當(dāng) 有鍵按下時為低電平，無鍵按下時則為高電平。 單片機與 LCD1602 液晶模塊連接圖如圖 。 單片 機 P2口分別控制 RS ， EN， R/w 和使能端 E。 第 7～ 14腳： D0～ D7為 8位雙向數(shù)據(jù)線。當(dāng) RS 和 RW 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 RW 為高電平時可以讀忙信號，當(dāng) RS為高電平 RW 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 LCD1602采用 標(biāo)準的 14腳接口，其中： 第 1腳： VSS為地電源 第 2腳： VDD接 5V正電源 第 3腳： V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個 10K的電位器調(diào)整對比度 第 4腳： RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。這類顯示器把 LCD控制器 /點陣驅(qū)動器 /字符存貯器全做在一塊印刷版上。點陣字符式價格比較低廉使用也比較方便，但它一般只能顯示模塊預(yù)先存儲的幾十到一百個字符，使用受到一定的限制：而點陣圖形式可以根據(jù)需要顯示各種圖形曲線漢字和字符，因此有更加廣泛的用途。與傳統(tǒng)的數(shù)碼管相比，液晶顯示器具有顯示信息多顯示規(guī)范體積小和功耗低等 優(yōu)點，因電阻、電容、電感測試儀的系統(tǒng)硬件設(shè)計 11 此是智能儀器智能設(shè)備顯示終端的首選。當(dāng)需要復(fù)位時，也可以按下復(fù)位按鍵，進行復(fù)位。另外本系統(tǒng)的容阻上電復(fù)位，就是利用 RC 電路的充電過程來給單片機復(fù)位。 本設(shè)計中單片機的設(shè)計電路如下圖 31 所示： 圖 31 單片機的設(shè)計電路 本電路使用單片機內(nèi)部振蕩器， 的晶體諧振器直接接在單 片機的時鐘端口 X1 和 X2，電路中 C C9 為振蕩器的匹配電容。 7)中斷系統(tǒng)： 具備較完善的中斷功能，有兩個外中斷、兩個定時 /計數(shù)器中斷和一個串 口中斷，可滿足不同的控制要求，并具有 2 級的優(yōu)先級別選擇。 5)并行輸入輸出 (I/O)口： 共有 4 組 8 位 I/O 口 (P0、 P P2 或 P3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。 3)程序存儲器 (ROM)： 共有 4096 個 8 位掩膜 ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。 MCS51 單片機包含中央處理器、程序存儲器 (ROM)、數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)、定時 /計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元 ，以 及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在分別加以說明： 1)中央處理器： 中央處理器 (CPU)是整個單片機的核心部件，是 8 位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8 位二進制數(shù)據(jù)或代碼， CPU 負責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。另外，本設(shè)計還需要利用單片機的定時計數(shù)器、中斷系統(tǒng)、串行接口等等，所以，選擇以單片機為核心進行設(shè)計具有極大的必要性。 被測電阻 被測電容 被測電感 RC 振蕩電路 RC 振蕩電路 電容三點式振蕩電路 多路選擇開關(guān) CD4052