宜宾学院10届毕业设计(论文)
第二章 方案论证
2.1 系统方案
图2-1所示的是系统方案图。本设计以AT89S52单片机为控制核心,通过单片机和D/A转换器以及放大器实现程控电压源,以两个通道输出至基极和集电极,作偏置电压Vb、Vc,将发射极接地,通过调整Vb和Vc就能进行任意工作状态时的参数测量。分别在基极和集电极上串联一个采样电阻,通过对取样电阻两端的电压进行采样,得到电压数据,通过对电压的分析判断出E、B、C对应各引脚,结合对继电器组的控制以实现引脚的自动识别。再通过控制程控电压源电压的输出电压,同时对采样电阻上的电压进行采样,计算放大倍数、绘制特性曲线 。为此我们分别对各主要模块提出了以下几种方案。
集电极
D/A (1) 幅度功率 放 大 Rc1C继电器组23E123处理电路 取样电阻D/A 恒流源 RbB三极管
(2) 取样电阻 基极处理电路 显示电路 显示电路 A/D 采样 MCU
图2-1系统方案图
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2.2 引脚自动识别方案设计
方案一:由两个针对于B、C引脚的,输出电压范围的程控电压源输出相应的电压至每个引脚,然后通过控制继电器组的开关来切换三极管引脚与对应E、B、C测量电路的连接,以实现自动引脚识别。
方案二:通过电压检测到E、B、C对应三极管的引脚,然后通过继电器的开关来切换对应的采样电阻的选择,再控制三个电压输出通道的输出电压,来满足E、B、C工作所需的工作电压,以达到引脚自动识别的目的。这种控制方式较相对复杂。
方案选择:综合比较,采用方案一。
2.3 取样电路方案设计
方案一:用两路数据采集电路分别对基极电阻两端电压和集电极电阻两端电压进行采样。基极和集电极电压经过由运放构成的跟随器和同向比例放大器和减法器送A/D进行采样。若所测的电压为负,则经过反向比例电路转换成正电压以满足ADC0809采样的需要。
方案二:采用在发射极串联取样电阻,通过测量取样电阻两端电压间接测量电流
Ie的方法。这种方案由于电阻两端对地电压较低,便于放大检测。但由于发射极
电阻的存在,使基极电位很难确定,不便于基极电阻的选择,对Vce的确定也会带来一定困难。
方案选择:综合考虑,方案一电路结构简单,测量精度较高,采用方案一。
2.4 显示部分方案设计
方案一:把测量所得的参数和特性曲线通过液晶屏显示,采用128×64的液晶显示模块,其点阵密度足够我们显示效果较好的特性曲线。
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方案二:把所有的测量结果通过串口送到上位计算机进行显示,显示精度比较高,但不够方便灵活,并且在、上位机需要一个用户界面,实现起来工作量比较大。 方案选择:综合比较,采用方案一。
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第三章 硬件设计
3.1 单片机最小系统及键盘显示模块
如图3-1所示的是单片机最小系统以及键盘显示电路。系统中采用AT89S52作为核心控制器,显示部分采用液晶显示器FM12864M-12L做数据显示,键盘是由五个纽扣按键组成的独立键盘,复位电路由C1和R4组成,形成上电复位电路。时钟源采用的是12MHz的晶体,以发挥其最大处理速度。图中 J1、J2分别是液晶显示器FM12864M-12L的控制线和数据线接口,单片机AT89S52和液晶显示器FM12864-12L的具体参数如下。
+540A11S22S33S44S55S66+5C110uF+9R410KRSTP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.02827262524232221J212345678DATAAT89S52VCCS1P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7/EA393837363534333231R11KR21KR31KENRWRS123J1+5CTRLP1.5接LCDC230P1812MHzY119XTAL2XTAL1C330P20GND
图3-1 单片机最新系统图
3.1.2.1主要技术参数和显示特性
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1、电源:VDD 3.3V—5V(内置升压电路,无需负压); 2、显示内容:128列× 64行 3、显示颜色:黄绿 4、显示角度:6:00钟直视 5、LCD类型:STN
6、与MCU接口:8位或4位并行/3位串行
7、多种软件功能:光标显示、画面移位、自定义字符、睡眠模式等 8、配置LED背光
3.1.2.2 并行连接的接口时序图 1、MCU写数据到模块
图3-2是从单片机写数据到显示器的通信时序图
图3-2 LCD写时序图