基于51单片机的电子器件测试仪的设计

基于51单片机的电子器件测试仪的设计内容摘要：

） 单片机 计数器的值 N=0~65535，为了测量的精度， N 的取值一般在 100~5000，当电阻 R 越大， 相应的 电容 C 的值就越小。 所以 我们取不同的电阻值，就 可以 得到不同的电容测量的量程。 此次电容 测量范围的大小 为 10nF~10uF。 555 芯片测试模块设计 555 测试模块是用 555 时基电路构成无稳态多谐振荡电路，单片机通过检测其输出电压的高低来判断 555 芯片的好坏。 无稳态多谐振荡器是将 555 与三个阻、容元器件如图 连接，便构成振荡模式。 此外，放电晶体被驱动而导通，第七脚的输出将电容 C1 经电阻 Rb 放电，电容器的电压 就开始下降，直到降到触发位准 1/3VCC。 T 启动 T0 停止 T0 555 输出的方波 本科毕业设计说明书（论文） 第 15 页 共 41 页 图 无稳态 多谐振荡器 正 反器再次被触发，导致第三脚输出回到高态，且放电晶体管截流，因此 电容器C1 再次经由电阻 Ra 及 Rb 充电， 当 重复这些动作 时 就会产生振荡，振荡器的波形为三角波和方波，如图 所示。 图 无稳态 多谐振荡器波形图 在检测 555 芯片好坏时，是将芯片引脚 4 接 +5V， 引脚 3 接单片机的 ，如图 所 示。 若 555 芯片是好的，则说明当引脚 4 输入高电平，引脚 3 输出方波，单片机判断出电压的跳变并在显示屏上显示出 555 can use。 若 555 芯片是坏的，则说明当引脚 4 输入高电平，引脚 3 没有方波输出，单片机没有判断出电压的跳变并在显示屏上显示出 555 can39。 t use。 本科毕业设计说明书（论文） 第 16 页 共 41 页 图 555 测试模块原理图 运放 741测试模块设计 741 是通用高增益运算放大器 ， 应用十分 广泛， 具有 双列直插 8 脚或圆筒 8 脚封装。 工作电压 177。 22V， 差分电压 177。 30V， 输入电压 177。 18V， 允许功耗 500mW 图 是 741引脚图，图 是其内部功能图。 其中 1 脚和 5 脚是 偏置 （ 调零端 ） ， 2 脚是 反向输入端， 3 脚是 正向输入端， 4 脚接地， 6 脚是 输出， 7 脚接 电源， 8 脚空脚。 图 UA741 引脚图 741 测试模块是利用 741T1 口与 741T2 口分别和单片机的 与 连接 ，如图 所示。 若 2 脚反相输入端电压大于 3 脚正相输入端电压，则 741T2 口电压为 0，单片机通过检测输出 电压 就能判断出 741 是好的。 若 2 脚反相输入端电压小 于 3 脚正相输入端电压，则 741T2 口电压还是 0，单片机通过检测 输出 电压 就能判断出 741 是坏的。 _ + 1 2 3 4 5 6 7 8 本科毕业设计说明书（论文） 第 17 页 共 41 页 图 UA741 内部功能图 图 741 测试模块原理图 液晶显示模块设计 液晶显示模块是用于显示字母、数字、符号等点阵式 LCD，本设计中采用 1602 本科毕业设计说明书（论文） 第 18 页 共 41 页 字符型液晶显示器。 1602 字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的 点阵 型液晶模块。 它由若干个 75 或者 115 等 点阵 字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形。 但是它由于 微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧，常用在袖珍式仪表和低功耗应用系统中。 LCD1602 的基控制器大部分为 HD44780，芯片工作电压为 ~，模块最佳工作电压为 ，显示容量为 216 个字符，工作电流为 ， 其工作原理图如 图 所示。 图 LCD1602 模块原理图 其中 4~14 号引脚分别与单片机的 ~ 和 ~ 口连接，从而由单片机对其进行控制， 引脚接口说明如表 所示。 表 LCD1602 引 脚接口说明表 编号 符号 引脚说明 编号 符号 引脚说明 1 VSS 电源地 9 D2 数据 2 VDD 电源正极 10 D3 数据 3 VL 液晶显示偏压 11 D4 数据 4 RS 数据 /命令选择 12 D5 数据 5 R/W 读 /写选择 13 D6 数据 6 E 使能信号 14 D7 数据 7 D0 数据 15 BLA 背光源正极 8 D1 数据 16 BLK 背光源正极 本科毕业设计说明书（论文） 第 19 页 共 41 页 4 软件设计 系统程序设计中采用了流行的模块编程方法，每一个功能程序模块都能完成某一明确的任务，实现具体的某个功能，如 液晶 显示，键盘等。 实际的应用程序由一个主程序和多个子程序构成。 主程序设计 电子测试仪的主程序流程图如 所示。 图 主程序 流程图 系统对单片机上电之 后，有一个短暂的延时以保证 MCU 正常工作，然后对 1602液晶显示屏初始化，一直等待被测器件的按键按下，如果确定有按键按下则跳到被测器件测试程序，否则一直等待按键。 系统开始检测器件 ， 经数据处理后，在液晶屏上显示。 开始 上电延时 1602 初始化 按键检测 延时 按键弹起。 开始检测器件 数据处理 LCD1602 显示 N Y 结束 本科毕业设计说明书（论文） 第 20 页 共 41 页 二极管测试程序设计 二极管测试流程说明，如图 所示。 对单片机上电之后，有一个短暂的延时以保证 MCU 正常工作，然后对 1602 液晶显示屏初始化， 一直等待测二极管的按键按下，如果确定有按键按下则跳到此二极管测试测试程序，否则一直等待按键。 图 二极管 测试流程图 二极管的测试接口是 端口，如果 检测到低电平，则二极管导通，说明二极管正向，如果单片机检测到高电平，则二极管截止，说明二极管反向。 741 运放测试程序设计 741 测试流程说明，如图 所示。 对单片机上电之后，有一个短暂的延时以保证 MCU 正常工作，然后对 1602 液晶显示屏初始化，一直等待 741 的按键按下，如果确定有按键按下则跳到此 741 测试程序，否则一直等待按键。 开始 上电延时 1602 初始化 二极管键是否按下。 读取 T1位，清屏 1602 N Y T1=0? Y N 显示 P 显示 N 结束 本科毕业设计说明书（论文） 第 21 页 共 41 页 图 741 测试流程图 741 的测试接口是 端口， 当 T1=1， T2=0 时 如果 检测到低电平 ，则 再一次检测 ， 当 T1=0， T2=1 时 ， 是否是 高电平， 如果是 说明 741 是好的 ， 否则 说明741 是坏的。 UA741 程序设计如下： while(key2) { ua741_out_x=1。 ua741_out_y=0。 delay(200)。 if (ua741_in==0) { ua741_out_x=0。 开始 上电延时 1602 初始化 741 键是否按下。 T1=1 T2=0 N Y 显示 ua741 can use T3=0? Y N T1=0 T2=1 T3=1? Y 显示 ua741 can’t use N 本科毕业设计说明书（论文） 第 22 页 共 41 页 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)。 } 三极管测试程序设计 三极管测试流程说明，如图 所示。 对单片机上电之后，有一个短暂的延时以保证 MCU 正常工作，然后对 1602 液晶显示屏初始化，一直等待测三极管的按键按下，如果确定有按键按下则跳到此三极管的测试程序，否则一直等待按键。 开始 上电延时 1602 初始化 三极管键是否按下。 N Q1(C)=1? Y N Q1(C)=1? Q1(B)=1? Y Y N N Y PNP PNP NPN 本科毕业设计说明书（论文） 第 23 页 共 41 页 图 三极管测试流程图 三极管的测试接口是 和 端口，如果 口检测到高电平，再检测 口，如果 是高电平，则三极管是 NPN 型，否则三极管是 PNP 型。 如果三极管 口检测到低电平，再检测 口，如果 是高电平，则三极管是 PNP 型，否则是 NPN 型。 三极管测试程序如下： 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 芯片测试程序设计 555 芯片测试流程说明，如图 所示。 对单片机上电之后，有一个短暂的延时以保证 MCU 正常工作，然后对 1602 液晶显示屏初始化，一直等待 555 的按键按下，如果确定有按键按下则跳到此 555 测试测试程序，否则一直等待按键。 本科毕业设计说明书（论文） 第 24 页 共 41 页 图 555 芯片测试流程图 555 芯片测试是利用 555 时基电路构成无稳态多谐振荡电路。 其接口是 端口，用于检测外部中断 0 的跳变，如果 检测到跳变，则外部中断 0 的中断标志位置位，若返回 GD_Flag=1，说明 555 芯片是好的；否则 GD_Flag=0，说明 555 芯片是坏的。 电容测试程序设计 电容测试 程序的流程图如图 所示。 对单片机上电之后，有一个短暂的延时以保证 MCU 正常工作，然后对 1602 液晶显示屏初始化，一直等待电容的按键按下，如果确定有按键按下则跳到此电容测试程序，否则一直等待按键。 显示 555 can’t use 开始 上电延时 1602 初始化 555 键是否按下。 清零中断、标志位中断初始化，清屏 1602 GDFlag=0 N Y GDFlag=1 显示 555 can use IE0=1? Y N 结束 本科毕业设计说明书（论文） 第 25 页 共 41 页 图 电容测试流程图 电容的测试接口是 端口，利用 555 芯片和周 边电阻组合成一个无稳态多谐振荡电路，通过 测量方波的频率来计算所测量的电容的大小。 开始 上电延时 1602 初始化 电容键是否按下。 启动 555 N Y 启动计。