基于51單片機的電子器件測試儀的設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ） 單片機 計數器的值 N=0~65535，為了測量的精度， N 的取值一般在 100~5000，當電阻 R 越大， 相應的 電容 C 的值就越小。 所以 我們取不同的電阻值，就 可以 得到不同的電容測量的量程 。此次電容 測量范圍的大小 為 10nF~10uF。 555 芯片測試模塊設計 555 測試模塊是用 555 時基電路構成無穩態多諧振蕩電路，單片機通過檢測其輸出電壓的高低來判斷 555 芯片的好壞。無穩態多諧振蕩器是將 555 與三個阻、容元器件如圖 連接，便構成振蕩模式。 此外，放電晶體被驅動而導通，第七腳的輸出將電容 C1 經電阻 Rb 放電，電容器的電壓 就開始下降，直到降到觸發位準 1/3VCC。 T 啟動 T0 停止 T0 555 輸出的方波 本科畢業設計說明書（論文） 第 15 頁 共 41 頁 圖 無穩態 多諧振蕩器 正 反器再次被觸發，導致第三腳輸出回到高態，且放電晶體管截流，因此 電容器C1 再次經由電阻 Ra 及 Rb 充電， 當 重復這些動作 時 就會產生振蕩，振蕩器的波形為三角波和方波，如圖 所示 。 圖 無穩態 多諧振蕩器波形圖 在檢測 555 芯片好壞時，是將芯片引腳 4 接 +5V， 引腳 3 接單片機的 ，如圖 所 示。若 555 芯片是好的，則說明當引腳 4 輸入高電平，引腳 3 輸出方波，單片機判斷出電壓的跳變并在顯示屏上顯示出 555 can use。若 555 芯片是壞的，則說明當引腳 4 輸入高電平，引腳 3 沒有方波輸出，單片機沒有判斷出電壓的跳變并在顯示屏上顯示出 555 can39。t use。 本科畢業設計說明書（論文） 第 16 頁 共 41 頁 圖 555 測試模塊原理圖 運放 741測試模塊設計 741 是通用高增益運算放大器 ， 應用十分 廣泛， 具有 雙列直插 8 腳或圓筒 8 腳封裝。工作電壓 177。22V， 差分電壓 177。30V， 輸入電壓 177。18V， 允許功耗 500mW 圖 是 741引腳圖，圖 是其內部功能圖。其中 1 腳和 5 腳是 偏置 （ 調零端 ） ， 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。 圖 UA741 引腳圖 741 測試模塊是利用 741T1 口與 741T2 口分別和單片機的 與 連接 ，如圖 所示。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，單片機通過檢測輸出 電壓 就能判斷出 741 是好的。 若 2 腳反相輸入端電壓小 于 3 腳正相輸入端電壓，則 741T2 口電壓還是 0，單片機通過檢測 輸出 電壓 就能判斷出 741 是壞的。 _ + 1 2 3 4 5 6 7 8 本科畢業設計說明書（論文） 第 17 頁 共 41 頁 圖 UA741 內部功能圖 圖 741 測試模塊原理圖 液晶顯示模塊設計 液晶顯示模塊是用于顯示字母、數字、符號等點陣式 LCD，本設計中采用 1602 本科畢業設計說明書（論文） 第 18 頁 共 41 頁 字符型液晶顯示器。 1602 字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數字、符號等的 點陣 型液晶模塊。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 。 但是它由于 微功耗、體積小、顯示內容豐富、超薄輕巧，常用在袖珍式儀表和低功耗應用系統中。 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 。 圖 LCD1602 模塊原理圖 其中 4~14 號引腳分別與單片機的 ~ 和 ~ 口連接，從而由單片機對其進行控制， 引腳接口說明如表 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 數據 2 VDD 電源正極 10 D3 數據 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數據 4 RS 數據 /命令選擇 12 D5 數據 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數據 6 E 使能信號 14 D7 數據 7 D0 數據 15 BLA 背光源正極 8 D1 數據 16 BLK 背光源正極 本科畢業設計說明書（論文） 第 19 頁 共 41 頁 4 軟件設計 系統程序設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，實現具體的某個功能，如 液晶 顯示，鍵盤等。實際的應用程序由一個主程序和多個子程序構成。 主程序設計 電子測試儀的主程序流程圖如 所示。 圖 主程序 流程圖 系統對單片機上電之 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，一直等待被測器件的按鍵按下，如果確定有按鍵按下則跳到被測器件測試程序，否則一直等待按鍵。系統開始檢測器件 ， 經數據處理后，在液晶屏上顯示。 開始 上電延時 1602 初始化 按鍵檢測 延時 按鍵彈起？ 開始檢測器件 數據處理 LCD1602 顯示 N Y 結束 本科畢業設計說明書（論文） 第 20 頁 共 41 頁 二極管測試程序設計 二極管測試流程說明，如圖 所示。 對單片機上電之后，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。 圖 二極管 測試流程圖 二極管的測試接口是 端口，如果 檢測到低電平，則二極管導通，說明二極管正向，如果單片機檢測到高電平，則二極管截止，說明二極管反向。 741 運放測試程序設計 741 測試流程說明，如圖 所示。 對單片機上電之后，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 741 的按鍵按下，如果確定有按鍵按下則跳到此 741 測試程序，否則一直等待按鍵。 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 結束 本科畢業設計說明書（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 T1=1， T2=0 時 如果 檢測到低電平 ，則 再一次檢測 ， 當 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。 UA741 程序設計如下： while(key2) { ua741_out_x=1。 ua741_out_y=0。 delay(200)。 if (ua741_in==0) { ua741_out_x=0。 開始 上電延時 1602 初始化 741 鍵是否按下？ T1=1 T2=0 N Y 顯示 ua741 can use T3=0? Y N T1=0 T2=1 T3=1? Y 顯示 ua741 can’t use N 本科畢業設計說明書（論文） 第 22 頁 共 41 頁 ua741_out_y=1。 delay(200)。 if ( ua741_in==1) display(ua741 can use)。 else display(ua741 can39。t use)。 } else { display(ua741 can39。t use)。 } 三極管測試程序設計 三極管測試流程說明，如圖 所示。 對單片機上電之后，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，一直等待測三極管的按鍵按下，如果確定有按鍵按下則跳到此三極管的測試程序，否則一直等待按鍵。 開始 上電延時 1602 初始化 三極管鍵是否按下？ N Q1(C)=1? Y N Q1(C)=1? Q1(B)=1? Y Y N N Y PNP PNP NPN 本科畢業設計說明書（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。如果三極管 口檢測到低電平，再檢測 口，如果 是高電平，則三極管是 PNP 型，否則是 NPN 型。 三極管測試程序如下： while(key3) { NPN_PNP_OUT=1。 delay(200)。 if (NPN_PNP_IN==1) { NPN_PNP_OUT=0。 delay(200)。 display(NPN)。 } else { NPN_PNP_OUT=0。 delay(200)。 if ( NPN_PNP_IN==1) display(PNP )。 } delay5()。 } 555 芯片測試程序設計 555 芯片測試流程說明，如圖 所示。 對單片機上電之后，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 555 的按鍵按下，如果確定有按鍵按下則跳到此 555 測試測試程序，否則一直等待按鍵。 本科畢業設計說明書（論文） 第 24 頁 共 41 頁 圖 555 芯片測試流程圖 555 芯片測試是利用 555 時基電路構成無穩態多諧振蕩電路。其接口是 端口，用于檢測外部中斷 0 的跳變，如果 檢測到跳變，則外部中斷 0 的中斷標志位置位，若返回 GD_Flag=1，說明 555 芯片是好的；否則 GD_Flag=0，說明 555 芯片是壞的。 電容測試程序設計 電容測試 程序的流程圖如圖 所示。 對單片機上電之后，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，一直等待電容的按鍵按下，如果確定有按鍵按下則跳到此電容測試程序，否則一直等待按鍵。 顯示 555 can’t use 開始 上電延時 1602 初始化 555 鍵是否按下？ 清零中斷、標志位中斷初始化，清屏 1602 GDFlag=0 N Y GDFlag=1 顯示 555 can use IE0=1? Y N 結束 本科畢業設計說明書（論文） 第 25 頁 共 41 頁 圖 電容測試流程圖 電容的測試接口是 端口，利用 555 芯片和周 邊電阻組合成一個無穩態多諧振蕩電路，通過 測量方波的頻率來計算所測量的電容的大小 。 開始 上電延時 1602 初始化 電容鍵是否按下？ 啟動 555 N Y 啟動計