【正文】 結(jié)束信號(hào)，正在轉(zhuǎn)換時(shí)為 0，轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)為 1。 放大器 放大器芯片選用 OP07 芯片， OP07 芯片是一種低噪聲，非斬波穩(wěn)零的雙極性運(yùn)算放大器集成電路。 OP07 同時(shí)具有輸入偏置電流低（ OP07A 為177。 芯片特點(diǎn)：（ 1）超低偏 移： 150μ V 最大 。 （ 3）低失調(diào)電壓漂移： V/℃ 。 3V 至177。 圖 OP07 內(nèi)部電路圖 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 恒流源電路的結(jié)構(gòu) ( 1) 影響測(cè)量速度的因素 影響變壓器繞組測(cè)量速度的主要因素是電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)所需要的時(shí)間。假設(shè)繞組的電感為 10H, 電阻為18 , 即 S 為 10s, 則電路將需要 40s 才能穩(wěn)定 , 考慮到精密測(cè)量 , 這一時(shí)間實(shí)際上還要長(zhǎng)很多。 當(dāng) i 達(dá)到 Ic 時(shí) , 將恒定于 Ic。因?yàn)闇p小 Ic 會(huì)降低測(cè)量的精度 , 因此提高電源電壓 V 是提高測(cè)量速度的主要措施。 從表 1 可以看出 , V 較小時(shí) , 隨著 V 值的增加 , ts 顯 著減小 。 ( 2) 恒流源及采樣電路的結(jié)構(gòu) 由上述可見 , 采用恒流源及選擇合適的恒流值和電源電壓 , 是提高測(cè)量速度的關(guān)鍵。 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 圖 恒流源及采樣電路的結(jié)構(gòu)框圖 場(chǎng)效應(yīng)管 T1 工作于開關(guān)狀態(tài) , 控制測(cè)試電流的輸出與關(guān)斷 。 RS 是精密功率電阻 , 用于采樣測(cè)試電流作為恒流環(huán)節(jié)的反 饋信號(hào)。與普通的電流互感器相比 , 它具有精度高、線性好、響應(yīng)速度快、可測(cè)任意波形等特點(diǎn)。 而且 , 在被測(cè)繞組確定的前提下 , V 越大 , 加在 T2 上的電壓就越高 , 使得 T 2 發(fā)熱越嚴(yán)重 , 這將影響恒流源的精度及系統(tǒng)的可靠性。 測(cè)量時(shí) T1 導(dǎo)通 , 測(cè)試電流經(jīng)過 T被 測(cè)繞組、 LEM 模塊、 T RS 構(gòu)成回路。采樣電阻 RS、運(yùn)放 AMP 和場(chǎng)效應(yīng)管 T2 構(gòu)成電流閉環(huán) , 通過運(yùn)放 AMP 和 T2的調(diào)節(jié) , 使由 RS 產(chǎn)生的電流反饋 VS 與給定參考電壓 VR 相等 , 維持輸出電流IX 為恒定值 IX= VR / RS （ 23） VR 是由計(jì)算機(jī)根據(jù)下列原則 , 通過電子開關(guān) SW 選擇的 : 1 測(cè)試電流盡可能大 , 以提高信噪比 。 電流必須能達(dá)到所設(shè)恒定值 。 被測(cè)繞組的電壓不能超過 A/ D 的量程范圍。具體控制時(shí) ,先選擇 1A 檔 , 如果一定時(shí)間內(nèi)電流能達(dá)到 1A( 通過恒流狀態(tài)檢測(cè)環(huán)節(jié)判別 ) , 且被測(cè)繞組的電壓 VX 不超限 , 則選定此檔位進(jìn)行測(cè)量 。 當(dāng)電流恒定時(shí) , 由 VX 和 IX 計(jì)算出被測(cè)繞組的電阻值 : RX= VX / IX 。續(xù)流檢測(cè)及恒流狀態(tài)檢測(cè)是由電壓比較器構(gòu)成的 , 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 限于篇幅在此不詳細(xì)討論。 圖 繞組換接電路示意圖 繞組換接是由繼電器組實(shí)現(xiàn)的 , 共包含 0+ 、 A+ 、 A 、 B 、 C 、 C+ 等6 個(gè)繼電器。例如 , 測(cè)繞組 oa 時(shí) , 0+ 和 A 閉合 , 即變壓器。 測(cè) bc 繞組時(shí) , B 和 C+ 閉合 , 等等。一個(gè)繞組測(cè)完后 , 封鎖 T 1, 選擇 VR = 00 使 T2 截止 , 續(xù)流電路工作。 Protel介紹 軟件介紹 在 PCB 部分，除了 Protel20xx 中的多通道復(fù)制；實(shí)時(shí)的、阻抗控制布線功能； SitusTM 自動(dòng)布線器等新功能以外， Altium Designer 還著重在：差分對(duì)布線， FPGA 器件差分對(duì)管腳的動(dòng)態(tài)分配， PCB 和 FPGA 之間的全面集成，從而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)引腳優(yōu)化和非凡的布線 效果。 交互式編輯、出錯(cuò)查詢、布線和可視化功能，從而能更快地實(shí)現(xiàn)電路板布局 ,支持高速電路設(shè)計(jì)，具有成熟的布線后信號(hào)完整性分析工具 . Altium Designer 對(duì)差分信號(hào)提供系統(tǒng)范圍內(nèi)的支持，可對(duì) 高速內(nèi)連的差分信號(hào)對(duì)進(jìn)行充分定義、管理和交互式布線。 LVDS 是差分信號(hào)最通用的標(biāo)準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于可編程器件。 其次，在原理圖部分，新增加“靈巧粘帖”可以將一些不同的對(duì)象拷貝到原理圖當(dāng)中，比如一些網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)， 一頁(yè)圖紙的 BOM 表，都可以拷貝粘帖到原理 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 圖當(dāng)中。在信號(hào)仿真部分，提供完善的混合信號(hào)仿真 ,在對(duì) XSPICE 標(biāo)準(zhǔn)的支持之外，還支持對(duì)Pspice 模型和電路的仿真。 在嵌入式設(shè)計(jì)部分，增強(qiáng)了 JTAG 器件的實(shí)時(shí)顯示功能，增強(qiáng)型基于 FPGA的邏輯分析儀，可以支持 32 位或 64 位的信號(hào)輸入。使用了 Wishbone 開放總線連接器允許在 FPGA 上實(shí)現(xiàn)的邏輯模塊可以透明的連接到各種處理器上。對(duì)每一種處理器都提供完備的開發(fā)調(diào)試工具。 在器件庫(kù)方面支持基于 ODBC 和 ADO 的數(shù)據(jù)庫(kù)，可以使用 OrCAD 的器件庫(kù)。完整的 ODB++ / Gerber CAM系統(tǒng)使得用戶可以重新設(shè)計(jì)原有有的設(shè)計(jì)，彌補(bǔ)設(shè)計(jì)和制造之間的差異 . Altium Designer 以強(qiáng)大的設(shè)計(jì)輸入功能為特點(diǎn)，在 FPGA 和板級(jí)設(shè)計(jì)中，同時(shí)支持原理圖輸入和 HDL 硬件描述輸入模式；同時(shí)支持基于 VHDL 的設(shè)計(jì)仿真，混合信號(hào)電路仿真、布局前 /后信 號(hào)完整性分析 .Altium Designer 的布局布線采用完全規(guī)則 驅(qū)動(dòng)模式 ，并且在 PCB 布線中采用了無(wú) 網(wǎng)格 的 SitusTM 拓?fù)溥壿嬜詣?dòng)布線功能；同時(shí)，將完整的 CAM 輸出功能的編輯結(jié)合在一起。 Altium Designer 中的 Board Insight? 系統(tǒng)把 設(shè)計(jì)師 的鼠標(biāo)變成了交互式的數(shù)據(jù)挖掘工具。工程師可以專注于其目前的編輯任務(wù)，也可以完全進(jìn)入目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的任何其他對(duì)象，這增加了在密集、多層設(shè)計(jì)環(huán)境中的編輯速度。 顯著的節(jié)省了設(shè)計(jì)時(shí)間，設(shè)計(jì) 師無(wú)需手動(dòng)就可以完成在一大堆焊盤間將線連接這些器件的內(nèi)部管腳。 Altium Designer 充分利用可得到的板卡空間和現(xiàn)代封裝技術(shù)，以更有效的設(shè)計(jì)流程和更低的制造成本縮短上市時(shí)間。因而今天的 Protel最新產(chǎn)品已不是單純 的 PCB（印制電路板）設(shè)計(jì)工具，而是一個(gè)系統(tǒng)工具，覆蓋了以 PCB為核心的整個(gè)物理設(shè)計(jì)。 Protel99 SE共分 5個(gè)模塊，分別是原理圖設(shè)計(jì)、 PCB設(shè)計(jì)（包含信號(hào)完整性分析）、自動(dòng)布線器、原理圖混合信號(hào)仿真、 PLD設(shè)計(jì)。 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 第三章 控制部分 結(jié)構(gòu) 的設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖 AT89S51是一種帶 4K字節(jié)可編程 FLASH存儲(chǔ)器（ FPEROM— Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能 CMOS 8位微處理器，稱 單片機(jī) 。該器件采用 ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51指令集和輸出管腳相兼容。全靜態(tài)工作： 0Hz24MHz， 32可編程 I/O線， 5個(gè)中斷源，可編程串行通道，片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路?？梢燥@示 84 行 1616 點(diǎn)陣的漢字 . 也可完成圖形顯示 .低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。 圖 12864 液晶顯示原理圖 按鍵控制原理圖 六角鍵墊基本上是在一個(gè) 44 矩陣的形式排列的 16個(gè)鍵的集合。 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 十六進(jìn)制鍵盤 圖 按鍵控制原理圖 十六進(jìn)制的小鍵盤上有 8個(gè)通信線路，即 R1， R2， R3， R4， C1， C2， C3 和C4。當(dāng)一個(gè)特定的鍵被按下時(shí)，相應(yīng)的行和列的鍵連接的端子短路。該計(jì)劃被稱為列掃描方法確定哪個(gè)鍵被按下。如果一個(gè)特定的列低，這意味著該列的相應(yīng)行保持在較低水平（行）之間連接的關(guān)鍵是被按下。 AT89S51 的電路圖顯示接口的十六進(jìn)制數(shù)字鍵盤 8051 顯示，這里使用的是微控制器。該電路是非常簡(jiǎn)單，它使用的單片機(jī)只有兩個(gè)端口，一個(gè)是十六進(jìn)制鍵盤和其他的 7段 LED顯示。但都是在 RS232 標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上經(jīng)過改進(jìn)而形成的。 RS232 是早期為促進(jìn)公用電話網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信而制定的標(biāo)準(zhǔn)。 采用 MAX232 實(shí)現(xiàn) RS232 的接口功能。如圖 所示： 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 圖 MAX232 內(nèi)部原理圖 MAX232 與單片機(jī)的連接方式也非常簡(jiǎn)單，如圖 所示 圖 MAX232 設(shè)計(jì)電路圖 MAX232 電容值 C1 和 C2 為 10μF。如圖 所示： 圖 電源設(shè)計(jì)原理圖 外部供電電源從主控板的電源擂座（ TRANS）輸入，其中電壓種類包括， 14v/，電源經(jīng)過 LM323K 和 7905（ U6）變壓后分別得到 +5v 和一 5V，+5V 經(jīng)過一組濾波電容后供電給主控板上一些主要的器件，如 CPU SG74LS03，SZC5S， TZSC64， AnS74OS， 74LS90， 74LS93， 74LS13S 等芯片。 14V/ 經(jīng)過鎮(zhèn)流橋和 7812 以及 7912 后分別得到 +12v 和一 12V 電源， +12v 供電給由 0P07 等運(yùn)算放大器組成電路。為達(dá)到此目的 , 采用了四端子的引線方式 , 如圖 所示。恒流源的輸出電流經(jīng) R R2 加在 Rx 上 , 電流恒定時(shí) , R R2 的大小對(duì)于 Rx 上的電壓降沒有影響。 AP 的輸出電壓 Vs 等于 Rx 兩端 電壓。 ( 3) 環(huán)境溫度變化的影響 對(duì)于環(huán)境溫度變化對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的影響 , 一方面在元件選用上予以考慮 , 如程控運(yùn)放環(huán)節(jié)的分壓電阻采用精度為 0. 01% 、溫度系數(shù)為 15ppm( 1. 5 — 10. 5) 的精密電阻 , 運(yùn)算放大器采用低溫漂、低失調(diào)電壓的器件 。 ( 4) 恒流源的電流脈動(dòng)的影響 由于被測(cè)繞組是感性器件 , 流過電流的微小變化都將產(chǎn)生較大的感應(yīng)電勢(shì) , 從而影響測(cè)量精度。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 本文提出的測(cè)量方案 , 成功地解決了變壓器的直流電阻測(cè)量問題 , 與其它測(cè) 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 量方法相比 , 具有速度快、精度高、自動(dòng)化水平高等優(yōu)點(diǎn)。在今后的學(xué)習(xí)和研究中，工作的重點(diǎn)是更有效的減少測(cè)量時(shí)問，以應(yīng)對(duì)變壓器不斷增長(zhǎng)的容量對(duì)繞組測(cè)量的影響。與其它測(cè)量方法相比 , 具有速度快、精度高、自動(dòng)化水平高等優(yōu)點(diǎn)。 在這次課程設(shè)計(jì)中， 我們運(yùn)用到了以前所學(xué)的專業(yè)課知識(shí)，如：匯編語(yǔ)言、模擬和數(shù)字電路知識(shí)等。后，要做好一個(gè)課程設(shè)計(jì)，就必須做到：在設(shè)計(jì)程序之前，對(duì)所用單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一個(gè)系統(tǒng)的了解，知道該單片機(jī)內(nèi)有哪些資源。發(fā)現(xiàn)、提出、分析、解決問題和實(shí)踐能力的提高都會(huì)受益于我在以后的學(xué)習(xí)、工作和生活中。在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。通過這次課程設(shè)計(jì)我也發(fā)現(xiàn)了自身存在的不足之處，雖然感覺理論上已經(jīng)掌握，但在運(yùn)用到實(shí)踐的過程中仍有意想不到的困惑，經(jīng)過一番努力才得以解決。通過這次設(shè)計(jì)，我懂得了學(xué)習(xí)的重要性，了解到理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的重要意義，學(xué)會(huì)了堅(jiān)持、耐心和努力，這將為自己今后的學(xué)習(xí)和工作做出了最好的榜樣。在本論文完成之際，首先要向我的指導(dǎo)老師李致以誠(chéng)摯的謝意。李老師學(xué)識(shí)淵博、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，待人平易近人。在此我謹(jǐn)向李老師表示衷心的感謝和深深的敬意。我也要感謝我的母校武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院，是