【正文】 PNP NPN 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 23 頁 共 41 頁 圖 三極管測試流程圖 三極管的測試接口是 和 端口，如果 口檢測到高電平，再檢測 口，如果 是高電平，則三極管是 NPN 型，否則三極管是 PNP 型。 } 三極管測試程序設(shè)計 三極管測試流程說明，如圖 所示。 } else { display(ua741 can39。 else display(ua741 can39。 delay(200)。 if (ua741_in==0) { ua741_out_x=0。 ua741_out_y=0。 開始 上電延時 1602 初始化 二極管鍵是否按下？ 讀取 T1位，清屏 1602 N Y T1=0? Y N 顯示 P 顯示 N 結(jié)束 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 21 頁 共 41 頁 圖 741 測試流程圖 741 的測試接口是 端口， 當(dāng) T1=1， T2=0 時 如果 檢測到低電平 ，則 再一次檢測 ， 當(dāng) T1=0， T2=1 時 ， 是否是 高電平， 如果是 說明 741 是好的 ， 否則 說明741 是壞的。 741 運放測試程序設(shè)計 741 測試流程說明，如圖 所示。 對單片機(jī)上電之后，有一個短暫的延時以保證 MCU 正常工作，然后對 1602 液晶顯示屏初始化， 一直等待測二極管的按鍵按下，如果確定有按鍵按下則跳到此二極管測試測試程序，否則一直等待按鍵。系統(tǒng)開始檢測器件 ， 經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，在液晶屏上顯示。 主程序設(shè)計 電子測試儀的主程序流程圖如 所示。 表 LCD1602 引 腳接口說明表 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源正極 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 19 頁 共 41 頁 4 軟件設(shè)計 系統(tǒng)程序設(shè)計中采用了流行的模塊編程方法，每一個功能程序模塊都能完成某一明確的任務(wù)，實現(xiàn)具體的某個功能，如 液晶 顯示，鍵盤等。 LCD1602 的基控制器大部分為 HD44780，芯片工作電壓為 ~，模塊最佳工作電壓為 ，顯示容量為 216? 個字符，工作電流為 ， 其工作原理圖如 圖 所示 。它由若干個 75? 或者 115? 等 點陣 字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好地顯示圖形 。 _ + 1 2 3 4 5 6 7 8 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 17 頁 共 41 頁 圖 UA741 內(nèi)部功能圖 圖 741 測試模塊原理圖 液晶顯示模塊設(shè)計 液晶顯示模塊是用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式 LCD，本設(shè)計中采用 1602 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 18 頁 共 41 頁 字符型液晶顯示器。若 2 腳反相輸入端電壓大于 3 腳正相輸入端電壓，則 741T2 口電壓為 0，單片機(jī)通過檢測輸出 電壓 就能判斷出 741 是好的。其中 1 腳和 5 腳是 偏置 （ 調(diào)零端 ） ， 2 腳是 反向輸入端， 3 腳是 正向輸入端， 4 腳接地， 6 腳是 輸出， 7 腳接 電源， 8 腳空腳。30V， 輸入電壓 177。工作電壓 177。t use。若 555 芯片是好的，則說明當(dāng)引腳 4 輸入高電平，引腳 3 輸出方波，單片機(jī)判斷出電壓的跳變并在顯示屏上顯示出 555 can use。 T 啟動 T0 停止 T0 555 輸出的方波 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 15 頁 共 41 頁 圖 無穩(wěn)態(tài) 多諧振蕩器 正 反器再次被觸發(fā)，導(dǎo)致第三腳輸出回到高態(tài)，且放電晶體管截流，因此 電容器C1 再次經(jīng)由電阻 Ra 及 Rb 充電， 當(dāng) 重復(fù)這些動作 時 就會產(chǎn)生振蕩，振蕩器的波形為三角波和方波，如圖 所示 。無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器是將 555 與三個阻、容元器件如圖 連接，便構(gòu)成振蕩模式。此次電容 測量范圍的大小 為 10nF~10uF。 ???? RNC 式 （ ） 單片機(jī) 計數(shù)器的值 N=0~65535，為了測量的精度， N 的取值一般在 100~5000，當(dāng)電阻 R 越大， 相應(yīng)的 電容 C 的值就越小。 21( ) *1T N N us?? 式 （ ） 6*10TN?? 式 （ ） 簡單時序圖 如圖 所示。 CRf ?? 式（ ） 又因為 1Tf?，所以 式 （ ） 可以轉(zhuǎn)化為式 （ ） 和式 （ ） 。 電容測試 的 原理圖如 圖 所示。若 )(1CQ 處電壓為 0，則 VCVB， Q1 導(dǎo)通，所以 Q1 為 PNP 管。若 )(1CQ 處的電壓為 5V，則 VC=VB， Q1 截止，所以 Q1為 PNP 管。 圖 二極管測試原理圖 三極管測試模塊設(shè)計 三極管檢測是利用三極管的基極與單片機(jī)的 端口連接，集電極接 +5V電源，發(fā)射極 接地，如圖 所示。當(dāng)單片機(jī)檢測出低電平時，說明二極管導(dǎo)通，顯示屏將顯示出 P。 上拉電阻是用兩個 10K? 8 的排阻接到電源上，如圖 所示，當(dāng)單片機(jī)的引腳沒有輸出信號的時候，電阻就相當(dāng)于導(dǎo)線，這時引腳為高電平，當(dāng)單片機(jī)的引腳有低電平輸入的時候，電壓通過電阻不會改變引腳的電壓，但是卻能夠分得一部分電流，進(jìn)而提高驅(qū)動能力。上電復(fù)位的工作 流程 是在加電時，復(fù)位電路通過電容加給RST 端一個短暫的高電平信號， 這個 高電平信號隨著 VCC 對電容的充電過程而慢慢回落，由此可以得到 RST 端的高電平持續(xù)時間 由 電容的充電時間 決定 。當(dāng)人為 的按下按鈕時， VCC 的 +5V 電平就會直接加到 REST 端。手動按鈕復(fù)位 是 需要人為 的 在復(fù)位輸入端 RST 上加入高電平（如圖 所示）。 圖 單片機(jī) 工作原理圖 復(fù)位電路與上拉電阻設(shè)計 復(fù)位電路的作用是在復(fù)位或上電過程中，控制 CPU 的復(fù)位狀態(tài)：這段時間內(nèi)讓CPU保持復(fù)位狀態(tài)，而不是一上電或剛復(fù)位完畢就工作，防止 CPU 發(fā)出錯誤的指令、執(zhí)行錯誤操作。 AT89C51 工作的最簡單的電路是其外圍接一個晶振和一個復(fù)位電路，給單片機(jī)接上電源和地，單片機(jī)就可以工作了。作為輸入時，由于外部下拉為低電平的緣故， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉導(dǎo)致的。 P3 口： P3 口管腳是 8 個 雙向 I/O 口 具有內(nèi)部上拉電阻的 功能 ，可以接收輸出 4個 TTL 門電流。在給出地址“ 1”時，它能利用內(nèi)部上拉的優(yōu)勢，對外部 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 10 頁 共 41 頁 的八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時， P2 口將輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉 導(dǎo)致的 。 P2 口： P2 口是一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可以接收，輸出 4 個 TTL 門電流， 在 P2 口被寫“ 1”時，其管腳就被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。其中 ~ 為液晶顯示接口。當(dāng)P0 口的管腳第一次寫 1 時，就被定義為高阻輸入。 XTAL2：系統(tǒng)時鐘的反向振蕩器輸出端。 RST：復(fù)位輸入端。 VCC：系統(tǒng)供電電壓。 AT89C51 是低功耗、高性能、經(jīng)濟(jì)的 8 位 CMOS 微處理器，工作頻率為 0Hz~24MHz，內(nèi)置 4K 字節(jié)可編程只讀閃存， 16 位可編程 I/O 總線。另外，本設(shè)計還需要使用單片機(jī)的定時計數(shù)器、中斷系統(tǒng)等，因此， 選擇以單片機(jī)為核心作為主控模板進(jìn)行電路設(shè)計具有極大的必要性。 主控模塊設(shè)計 在本課題中，由于單片機(jī)構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)有較大的可靠性，容易構(gòu)建各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)，且應(yīng)用系統(tǒng)具有較高的軟、硬件利用系數(shù)。 綜上所述，我選擇方案三， 它具有豐富 多樣性、靈活性、電路結(jié)構(gòu)簡單、易于控制而且功耗小等優(yōu)點，對于信息量多的系統(tǒng)，是比較合適的。 （ 3） 方案三：采用 LCD1602 液晶顯示，液晶顯示屏顯示的功能強(qiáng)大，可顯示大量文字，圖形，顯示多樣，清晰可見。 （ 2） 方案二： 采用點陣式數(shù)碼管顯示，點陣式數(shù)碼管是由八行八列發(fā)光二級管組成，在很多場合可以看到這種顯示方式，但是在電子中顯示時間這一塊不合適，以來點陣顯示在文字上有優(yōu)勢，但顯示數(shù)字存在一定的劣勢，以來不夠直觀，二來顯得有點浪費。 顯示模塊設(shè)計方案與論證 （ 1） 方案一：采用 LED 數(shù)碼管動態(tài)掃描， LED 數(shù)碼管價格適中，不要顯示比較多的數(shù)字時數(shù)碼管的使用必然會增多，連線方面會很麻煩，編程上也會相應(yīng)的復(fù)雜。計算頻率的方法可以利用單片機(jī)的計數(shù)器 T0 和中斷 INT0，配合使用來測量 。 ? ?CRf ?? 式 （ ） 當(dāng) 我們固定 R 的大小，其公式 變化 為 式 。 （ 3） 方 案三： 基于 AT89C51 單片機(jī)和 555 芯片構(gòu)成的多諧振蕩電路電容測量 。這種方法中應(yīng)用了 555 芯片組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，在秒脈沖的作用下產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，來控制門電路實現(xiàn)計數(shù)，從而確定脈沖時間，通過設(shè)計合理的電路參數(shù)，使計數(shù)值與被測電容相對應(yīng) 。 （ 2） 方案二： 直接根據(jù)充放電時間判斷電容值 ， 這種電容測量 方法主要利用了電容的充放電特性 Q=UC，放電常數(shù) r=RC，通過測量與被測電容相關(guān)電路的充放電時間來確定電容值。當(dāng) C 上沖得的電壓 Vc=Vr 時，施密特觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，V0 變?yōu)榈碗娖剑?C 又通過 R 放電， Vc 下降。電容 C 電阻 R 和 555 芯片構(gòu)成一個多諧振蕩電路。 鑒于以上分析，我選擇方案二。 三極管的基極和 51單片機(jī)的 端口連接，根據(jù)電壓的高低就可檢測出三極管的管型。 圖 正弦半波法測試二極管電路圖 （ 2） 方案二：采用 51 單片機(jī)端口檢測。該集成電路內(nèi)的非門均具有電壓回滯特性，利用這個特性及外圍電路構(gòu)成振蕩器可對三極管進(jìn)行測試。三極管的測試則采用 IC17414 的施密特 6 非門集成電路。其 電路如圖 所示，觸發(fā)晶閘管T，調(diào)整電流源 G，使通過二級管 D 的正向峰值電壓為給出的規(guī)定值。 綜上所述，雖然方案一與方案二 整體 的設(shè)計思路相差不大，但方案二更能充分利用芯片資源，且顯示更加直觀，所以我選擇方案二。 555 測試模塊是用 555 時基電路構(gòu)成無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，單片機(jī)通過檢測其輸出電壓的高低來判斷 555 輸出波形是否為方波，若為方波則芯片是好的，反之芯片就是壞的。轉(zhuǎn)換開關(guān) K2 用于控 制 555 振蕩信號加至 741 的同相端或反相端，前者使 LED2 的閃光與 LED1 同步，后者作為反相器時， LED2 與LED1 交替閃爍。 555 接成無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的振蕩頻率為 1)221/( CRRf ?? ，圖示參數(shù)的振蕩頻率約為 1HZ，若 555 為好的，則發(fā)光二極管 lED1