基于51單片機(jī)的電子器件測(cè)試儀的設(shè)計(jì).doc

1 緒論隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子技術(shù)在航空航天、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸?shù)葒?guó)民經(jīng)濟(jì)諸多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，而電子測(cè)量又是電子技術(shù)信息檢測(cè)的重要手段，在現(xiàn)代高科技應(yīng)用技術(shù)中起著非常重要的作用。伴隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)測(cè)量提出了更高的要求?？焖佟?shí)時(shí)、精確、自動(dòng)的測(cè)量已經(jīng)發(fā)展成為現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)的主流。20世紀(jì)是基于大規(guī)模集成電路發(fā)展的重要時(shí)期，它同時(shí)也促進(jìn)了電子測(cè)量?jī)x器技術(shù)的革命。由于大規(guī)模集成電路的大量應(yīng)用，使得現(xiàn)代電子測(cè)量?jī)x器體積更小、功能更全面、可靠性更高、功耗更低。1.1 課題背景及意義近年來，計(jì)算技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展為電子測(cè)量和測(cè)量?jī)x器增添了巨大活力。電子計(jì)算機(jī)尤其是微型電子計(jì)算機(jī)與電子測(cè)量?jī)x器相結(jié)合，構(gòu)成了一代嶄新的儀器和測(cè)試系統(tǒng)，即人們通常所說的“智能儀器”和“自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)”，它不僅改變了若干傳統(tǒng)測(cè)量的概念，更對(duì)整個(gè)電子技術(shù)和其他科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)作用。 1.1.1 電子測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，電子器件及它們的有機(jī)連接構(gòu)成了具有各種功能的電子電路。如何順利地完成從電路圖到一個(gè)成型并運(yùn)轉(zhuǎn)正常的電子系統(tǒng)，需要很大的技術(shù)。無(wú)論是電路圖設(shè)計(jì)中有任何紕漏或焊接時(shí)有任何差錯(cuò)，都有可能導(dǎo)致電子系統(tǒng)最終無(wú)法正常工作。有時(shí)費(fèi)盡心機(jī)設(shè)計(jì)了一個(gè)完美無(wú)瑕的系統(tǒng)電路，并且費(fèi)盡力氣正確地焊接了所有元器件，一運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)還是會(huì)出現(xiàn)不工作或者與設(shè)計(jì)不同的運(yùn)行效果。如果排除設(shè)計(jì)和焊接的失誤，出現(xiàn)不正常的原因恐怕就是某個(gè)或多個(gè)電子元器件本身存在質(zhì)量問題，致使系統(tǒng)中某些模塊狀態(tài)異常。到時(shí)除了后悔當(dāng)時(shí)沒有仔細(xì)檢查器件質(zhì)量就盲目焊接，恐怕也沒什么可抱怨的。各種各樣的器件如電阻、電容、集成電路等都是由工廠生產(chǎn)的，雖然工廠努力把器件的出廠合格率做到100%，但是其中具有一些瑕疵還是不可避免的，這有可能是出廠檢測(cè)的疏漏，也有可能是在運(yùn)輸、儲(chǔ)存器件時(shí)因內(nèi)、外部環(huán)境改變而使器件的質(zhì)量發(fā)生變化?？傊?，我們從任何地方采購(gòu)的器件誰(shuí)也不能保證它們是100%合格的。所以，在焊接元器件之前有必要對(duì)它們進(jìn)行一次全面的“體檢”，這對(duì)最終系統(tǒng)的正確性、穩(wěn)定性、可靠性都具有很大的意義。除了可以使用萬(wàn)用表對(duì)電阻、電容、二極管等器件進(jìn)行檢測(cè)外，還需要經(jīng)常用到集成電路測(cè)試儀，也稱IC測(cè)試儀。根據(jù)IC測(cè)試儀的型號(hào)不同，可以測(cè)量的芯片也不同，其中包括定時(shí)器、運(yùn)算放大器、比較器、穩(wěn)壓器、二極管、光耦、驅(qū)動(dòng)器和通信IC等。有了這樣一臺(tái)IC測(cè)試儀，就像有了一個(gè)“聽診器”，可以在焊裝芯片等器件之前對(duì)其進(jìn)行“體檢”，把故障排除在萌芽階段。近年來我國(guó)測(cè)量?jī)x器的可靠性和穩(wěn)定性問題得到了很多方面的重視，狀況有了很大改觀。測(cè)試儀器行業(yè)目前已經(jīng)越過低谷階段，重新回到了快速發(fā)展的軌道，尤其最近幾年，中國(guó)本土儀器取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，特別是通用電子測(cè)量設(shè)備研發(fā)方面，與國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品的差距正在快速縮小，對(duì)國(guó)外電子儀器巨頭的壟斷造成了一定的沖擊。隨著模塊化和虛擬技術(shù)的發(fā)展，為中國(guó)的測(cè)試測(cè)量?jī)x器行業(yè)帶來了新的契機(jī)，加上各級(jí)政府日益重視，以及中國(guó)自主應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)研究的快速進(jìn)展，都在為該產(chǎn)業(yè)提供前所未有的動(dòng)力和機(jī)遇。在國(guó)外，為適應(yīng)高可靠電子元器件發(fā)展對(duì)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的要求，美國(guó)通過對(duì)GJB548“微電子器件試驗(yàn)方法和程序”頂層結(jié)構(gòu)的剖析和典型具體細(xì)微內(nèi)容的研究，提高了軍用電子元器件質(zhì)量檢測(cè)能力。目前全球針對(duì)電子測(cè)量的儀器種類繁多，功能也相當(dāng)齊全。其中包括最先進(jìn)的靜電測(cè)試儀，直流電阻測(cè)試儀，數(shù)字式接地電阻測(cè)試儀。就拿Tencor公司儀器部生產(chǎn)的Sonogagept_2型無(wú)接觸測(cè)試儀為例，它可以為硅片檢測(cè)提供簡(jiǎn)易準(zhǔn)確、無(wú)接觸的測(cè)試手段。該測(cè)試儀與眾不同，它能在同一點(diǎn)位置上同時(shí)測(cè)試出整片硅片的厚度、電阻率、晶片電阻及摻雜型號(hào)，而不接觸硅片的拋光表面。具有速度快、精度高、無(wú)沾污及較高的穩(wěn)定性等特點(diǎn)。雖然現(xiàn)在電子測(cè)試儀種類繁多，功能也越來越齊全，但目前還沒出現(xiàn)一種測(cè)試儀能檢測(cè)日常生活中所用到的所有電子元件。所以在這一方面，還有待人類的進(jìn)一步研究。本文設(shè)計(jì)的電子器件測(cè)試儀主要的服務(wù)群體是學(xué)生。在學(xué)生平時(shí)的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中也需要檢測(cè)各種常用元器件的功能好壞，但市面上的檢測(cè)儀不僅價(jià)格昂貴，且功能單一，讓許多電子設(shè)計(jì)愛好者望文卻步。同時(shí)，本文設(shè)計(jì)的電子器件測(cè)試儀還可以應(yīng)用在日常教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，其設(shè)計(jì)原理簡(jiǎn)單，操作也十分快捷。由于學(xué)生對(duì)單片機(jī)的熟悉程度和運(yùn)用能力相對(duì)較高，所以本文設(shè)計(jì)是以單片機(jī)為核心的電子器件測(cè)試儀。在設(shè)計(jì)中，各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)也是基于原理簡(jiǎn)單、元器件性價(jià)比高的原則。盡管本設(shè)計(jì)全方位考慮其功能實(shí)現(xiàn)和產(chǎn)品的完美，但肯定還有不足，這需要以后進(jìn)行更深一步的探討和研究。1.1.2 單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)就是微控制器，它是嵌入式系統(tǒng)中重要且發(fā)展迅速的組成部分。單片機(jī)接上振蕩元件（或振蕩源）、復(fù)位電路和接口電路，載入軟件后，可以構(gòu)成單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。將它嵌入到形形色色的應(yīng)用系統(tǒng)中，它就成為眾多產(chǎn)品、設(shè)備的智能化核心。隨著單片機(jī)運(yùn)行速度的提高和片內(nèi)資源的增加，系統(tǒng)中必要的硬件配置已經(jīng)可以大大減少，某些硬件的功能也可以有軟件來實(shí)現(xiàn)。與此同時(shí)，低成本、高性能的硬件元器件也在不斷地發(fā)展和出新，這為嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了更多的選擇。某些功能到底是由硬件完成，還是由軟件實(shí)現(xiàn)，要根據(jù)系統(tǒng)要求、性價(jià)比、可靠性和開發(fā)周期等多種因素綜合考慮。單片機(jī)的出現(xiàn)是計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的一個(gè)很重要的里程碑，是智能化的核心。單片機(jī)使計(jì)算機(jī)從海量數(shù)值計(jì)算進(jìn)入到智能化控制領(lǐng)域。1.1.3 單片機(jī)系統(tǒng)的PROTEUS設(shè)計(jì)與仿真PROTEUS是英國(guó)Labcenter Electronics公司研發(fā)的EDA工具軟件。它是目前世界上最完整的多種型號(hào)單片機(jī)（微控制器）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)。它實(shí)現(xiàn)了在計(jì)算機(jī)上完成從原理圖設(shè)計(jì)與電路設(shè)計(jì)、單片機(jī)代碼級(jí)調(diào)試與仿真、電路分析與仿真、系統(tǒng)測(cè)試與功能驗(yàn)證到形成PCB的完整的電子設(shè)計(jì)、研發(fā)過程。PROTEUS從1898年問世至今，經(jīng)過了近20年的使用、發(fā)展和完善，功能越來越強(qiáng)。PROTEUS不僅可將單片機(jī)實(shí)例功能形象化，而且可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過程形象化。前者可在很大程度上能得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果，后者卻是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果。但它的元器件、連接線路等卻和普通的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)硬件高度對(duì)應(yīng)。這在相當(dāng)程度上能替代傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能。課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生走向就業(yè)過程中重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)。由于PROTEUS能提供實(shí)驗(yàn)室無(wú)法相比的大量的元器件庫(kù)，并且提供了修改電路設(shè)計(jì)的靈活性、提供了實(shí)驗(yàn)室在數(shù)量和質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也為學(xué)生提供了培養(yǎng)實(shí)踐精神、創(chuàng)造精神的平臺(tái)。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，“計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)”已經(jīng)成為許多電子設(shè)計(jì)部門重要的前期設(shè)計(jì)手段。它具有設(shè)計(jì)靈活，結(jié)果和過程的統(tǒng)一的特點(diǎn)?？梢钥s短設(shè)計(jì)時(shí)間、減少資金投入，同時(shí)也可降低工程制造的風(fēng)險(xiǎn)。相信在將來單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用中PROTEUS也能茯得愈來愈廣泛的應(yīng)用。使用Proteus軟件進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)，是把虛擬仿真技術(shù)和計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)相結(jié)合的綜合運(yùn)用，這樣可以培養(yǎng)學(xué)生的電路設(shè)計(jì)能力及仿真軟件的操作能力；在單片機(jī)課程設(shè)計(jì)中，我們使用Proteus開發(fā)環(huán)境對(duì)學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)，在完全不需要硬件投入的條件下，學(xué)生普遍反映，與單純學(xué)習(xí)書本知識(shí)相比單片機(jī)的學(xué)習(xí)更容易接受，更容易提高。實(shí)踐證明，先使用Proteus進(jìn)行系統(tǒng)仿真等開發(fā)成功之后再進(jìn)行實(shí)際制作，可以極大提高單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率。因此，Proteus具有較高的推廣利用價(jià)值。2 總體方案論證根據(jù)題目要求，此電子器件測(cè)試儀由下列模塊組成：主控電路模塊、按鍵選擇模塊、液晶顯示模塊、555測(cè)試模塊、運(yùn)放741測(cè)試模塊、電容測(cè)試模塊、二、三極管測(cè)試模塊，具體論證與設(shè)計(jì)方案如下。2.1 系統(tǒng)方案本設(shè)計(jì)中，考慮到單片機(jī)具有物美價(jià)廉、功能強(qiáng)、使用方便靈活、可靠性高等特點(diǎn)，擬采用AT89C51系列的單片機(jī)為核心來實(shí)現(xiàn)555芯片、電容、二極管、三極管、741運(yùn)放測(cè)試模塊的控制。顯示模塊擬采用LCD1602來顯示檢測(cè)結(jié)果。測(cè)試儀總體設(shè)計(jì)框圖如圖2.1所示。鍵盤控制模塊LCD1602顯示模塊主控制器AT89C51單片機(jī)二、三極管測(cè)試模塊555測(cè)試模塊運(yùn)放741模塊電容測(cè)試模塊圖2.1 測(cè)試儀總體設(shè)計(jì)框圖2.2 設(shè)計(jì)方案論證2.2.1 主控模塊設(shè)計(jì)方案與論證（1）方案一：以51單片機(jī)為控制核心，電路測(cè)試的信號(hào)經(jīng)單片機(jī)處理后將處理的結(jié)果在液晶屏上顯示出來。它具有價(jià)格便宜，軟件處理簡(jiǎn)單方便的優(yōu)點(diǎn)，在性價(jià)比和時(shí)間上占很大優(yōu)勢(shì)，特別是STC89LE58RD+等單片機(jī)相對(duì)功耗較低，有利于減小系統(tǒng)功耗。缺點(diǎn)是51系列單片程序處理時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，供電電壓相對(duì)較高。（2）方案二：以ARM7嵌入式電路板作為控制核心；內(nèi)嵌UC/OS-操作系統(tǒng)，電路測(cè)試的信號(hào)經(jīng)過單片機(jī)處理后將處理結(jié)果在液晶屏上顯示出來。其優(yōu)點(diǎn)是縮短了數(shù)據(jù)處理的時(shí)間，并且其單片機(jī)適合節(jié)點(diǎn)給定電壓，不需要升壓，減少了一定的外圍電路，但是其價(jià)格較貴，在軟件處理方面較復(fù)雜，在性價(jià)比和時(shí)間上有一定的差距。（3）方案三：以MSP430等新型單片機(jī)為控制核心。MSP430系列單片機(jī)可以設(shè)置其工作在低功耗模式下，功耗低于C8051系列的一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，擁有業(yè)界最低功耗，很適合電池組低壓供電的。其缺點(diǎn)是對(duì)于開發(fā)環(huán)境不熟悉，需要較長(zhǎng)的開發(fā)周期。通過比較，從多方面因素考慮，我選擇了方案一，采用51單片機(jī)。2.2.2 555測(cè)試模塊與741測(cè)試模塊設(shè)計(jì)方案與論證（1）方案一：555芯片與741運(yùn)放綜合測(cè)試模塊。用兩個(gè)小8腳雙列直插IC座，如圖2.2連接。555接成無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的振蕩頻率為，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將周期地閃亮；否則，為壞的。741的接法由開關(guān)K2控制。轉(zhuǎn)換開關(guān)K2用于控制555振蕩信號(hào)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(shí)，LED2與LED1交替閃爍。圖2.2 555與741檢測(cè)電路（2）方案二：555芯片與741運(yùn)放獨(dú)立測(cè)試模塊。555測(cè)試模塊是用555時(shí)基電路構(gòu)成無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，單片機(jī)通過檢測(cè)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。741測(cè)試模塊是利用插入的運(yùn)放741與外圍的電阻構(gòu)成一個(gè)比較器，單片機(jī)通過檢測(cè)比較器的輸出就可以判斷運(yùn)放的質(zhì)量。綜上所述，雖然方案一與方案二整體的設(shè)計(jì)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。2.2.3 二極管和三極管測(cè)試模塊設(shè)計(jì)方案與論證 （1）方案一：二極管的測(cè)試采用正弦半波法。其電路如圖2.3所示，觸發(fā)晶閘管T，調(diào)整電流源G，使通過二級(jí)管D的正向峰值電壓為給出的規(guī)定值。脈沖持續(xù)時(shí)間Tp、正相電流變化率dif/dt和C1兩端的電壓V1應(yīng)與規(guī)定條件一致，即可判斷二極管是否導(dǎo)通。三極管的測(cè)試則采用IC17414的施密特6非門集成電路。電路如2.4圖所示，測(cè)試時(shí)通過變色發(fā)光二極管LED1和LED2的組合發(fā)光顏色不同來實(shí)現(xiàn)判別。該集成電路內(nèi)的非門均具有電壓回滯特性，利用這個(gè)特性及外圍電路構(gòu)成振蕩器可對(duì)三極管進(jìn)行測(cè)試。但這種方法比較復(fù)雜，且不能充分利用芯片資源。圖2.3 正弦半波法測(cè)試二極管電路圖（2）方案二：采用51單片機(jī)端口檢測(cè)。二極管的正極與51單片機(jī)的P3.5端口連接，通過判斷二極管是否導(dǎo)通就可檢測(cè)出二極管的正反向性。三極管的基極和51單片機(jī)的P3.4端口連接，根據(jù)電壓的高低就可檢測(cè)出三極管的管型。此方法操作簡(jiǎn)單快捷，符合本設(shè)計(jì)的要求。鑒于以上分析，我選擇方案二。2.2.4 電容測(cè)試模塊設(shè)計(jì)方案與論證 （1）方案一：利用多諧振蕩原理如圖2.1所示。電容C電阻R和555芯片構(gòu)成一個(gè)多諧振蕩電路。在電源剛接通時(shí)，電容C上的電壓為零，多諧振蕩器輸出V0為高電平V0通過R對(duì)電容C充電。當(dāng)C上沖得的電壓Vc=Vr時(shí)，施密特觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，V0變?yōu)榈碗娖?，C又通過R放電，Vc下降。當(dāng)Vc=Vr時(shí)施密特觸發(fā)器又翻轉(zhuǎn)，輸出Vc又變?yōu)楦唠娖?，如粗往?fù)產(chǎn)生震蕩波形。（2）方案二：直接根據(jù)充放電時(shí)間判斷電容值，這種電容測(cè)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(cè)量與被測(cè)電容相關(guān)電路的充放電時(shí)間來確定電容值。一般情況下，可設(shè)計(jì)電路使T=ARC（T為振蕩周期或觸發(fā)時(shí)間；A為電路常數(shù)與電路參數(shù)有關(guān)）。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(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)，從而確定脈沖時(shí)間，通過設(shè)計(jì)合理的電路參數(shù)，使計(jì)數(shù)值與被測(cè)電容相對(duì)應(yīng)。這種方法硬件結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，實(shí)際上是通過犧牲硬件部分來減輕軟件部分的負(fù)擔(dān)，但在具體設(shè)計(jì)中會(huì)碰到很大的問題，而且硬件一旦設(shè)計(jì)好，可變性不大。（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(cè)量。這種電容測(cè)量方法主要是通過使用一塊555芯片來測(cè)量電容，讓555芯片在直接反饋無(wú)穩(wěn)態(tài)的狀態(tài)下工作，555芯片輸出一定頻率的方波，其頻率的大小跟被測(cè)量的電容之間的關(guān)系如式2.4所示。 式 （2.4）當(dāng)我們固定R的大小，其公式變化為式2.5。 式 （2.5）所以我們只要能夠測(cè)量出555芯片輸出的頻率，就可以計(jì)算出被測(cè)量的電容的大小。計(jì)算頻率的方法可以利用單片機(jī)的計(jì)數(shù)器T0和中斷INT0，配合使用來測(cè)量。綜上所述，我選擇方案三，這種研究方法相對(duì)簡(jiǎn)單，容易操作。2.2.5 顯示模塊設(shè)計(jì)方案與論證（1）方案一：采用LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描，LED數(shù)碼管價(jià)格適中，不要顯示比較多的數(shù)字時(shí)數(shù)碼管的使用必然會(huì)增多，連線方面會(huì)很麻煩，編程上也會(huì)相應(yīng)的復(fù)雜?？紤]到效率的因素不采用數(shù)碼管顯示。 （2）方案二：采用點(diǎn)陣式數(shù)碼管顯示，點(diǎn)陣式數(shù)碼管是由八行八列發(fā)光二級(jí)管組成，在很多場(chǎng)合可以看到這種顯示方式，但是在電子中顯示時(shí)間這一塊不合適，以來點(diǎn)陣顯示在文字上有優(yōu)勢(shì)，但顯示數(shù)字存在一定的劣勢(shì)，以來不夠直觀，二來顯得有點(diǎn)浪費(fèi)。綜合考慮各種因素排除這種方案。 （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。與數(shù)碼管顯示相比，再直觀程度上和亮度清晰度上都存在和多優(yōu)勢(shì)，并且現(xiàn)在液晶顯示已成為主流，被人們普遍接受，符合大眾口味。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(jiǎn)單、易于控制而且功耗小等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于信息量多的系統(tǒng)，是比較合適的。3 硬件電路設(shè)計(jì)硬件電路分為以下幾部分：主控模塊電路，二、三極管測(cè)試模塊電路，555測(cè)試模塊電路，741測(cè)試模塊電路，電容測(cè)試模塊電路和液晶顯示模塊電路。3.1 主控模塊設(shè)計(jì) 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)。還具有可編程性，硬件的功能描述可完全通過軟件實(shí)現(xiàn)。另外，本設(shè)計(jì)還需要使用單片機(jī)的定時(shí)計(jì)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(jì)具有極大的必要性。在硬件設(shè)計(jì)中，本設(shè)計(jì)選用了常用的AT89C51單片機(jī)。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0Hz24MHz，內(nèi)置4K字節(jié)可編程只讀閃存， 16位可編程I/O總線。AT89C51單片機(jī)包含的中央處理器、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)，以及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線都在本設(shè)計(jì)中有所作用，現(xiàn)在僅將上述芯片管腳分別加以說明。VCC：系統(tǒng)供電電壓。GND：接地端。RST：復(fù)位輸入端。XTAL1：反向振蕩放大器和內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入端。XTAL2：系統(tǒng)時(shí)鐘的反向振蕩器輸出端。P0口：P0口是一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每個(gè)腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P0口的管腳第一次寫1時(shí)，就被定義為高阻輸入。P0可以用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。其中P0.0P0.7為液晶顯示接口。P1口：P1口是一個(gè)8位雙向I/O口可以內(nèi)部提供上拉電阻，P1口緩沖器可以接收，輸出4TTL門電流。 P2口：P2口是一個(gè)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(gè)TTL門電流，在P2口被寫“1”時(shí)，其管腳就被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳由于被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉導(dǎo)致的。P2口在用于16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取或外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，P2口將輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它能利用內(nèi)部上拉的優(yōu)勢(shì)，對(duì)外部的八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口將輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P1.3P1.7是接測(cè)試模塊按鍵選擇開關(guān)。P3口：P3口管腳是8個(gè)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(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”之后，它們就被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入時(shí)，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。P3.2接電容測(cè)試模塊，P3.3接555測(cè)試模塊，P3.1與P3.7接741測(cè)試模塊。AT89C51工作的最簡(jiǎn)單的電路是其外圍接一個(gè)晶振和一個(gè)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。其最簡(jiǎn)單的工作原理圖如圖3.1所示。圖3.1 單片機(jī)工作原理圖3.1.1 復(fù)位電路與上拉電阻設(shè)計(jì) 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(shí)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(cuò)誤的指令、執(zhí)行錯(cuò)誤操作。本課題的復(fù)位電路有手動(dòng)按鈕復(fù)位和上電復(fù)位兩種功能。手動(dòng)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3.2所示）。一般通過在正電源VCC和RST端之間接一個(gè)按鈕。當(dāng)人為的按下按鈕時(shí)，VCC的+5V電平就會(huì)直接加到REST端。圖3.2 手動(dòng)復(fù)位與上電復(fù)位原理圖上電復(fù)位需要在RST復(fù)位輸入引腳上接一個(gè)電容至VCC端，下接一個(gè)電阻到接地端即可，如圖3.2所示。上電復(fù)位的工作流程是在加電時(shí)，復(fù)位電路通過電容加給RST端一個(gè)短暫的高電平信號(hào)，這個(gè)高電平信號(hào)隨著VCC對(duì)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(shí)間由電容的充電時(shí)間決定。為了保證系統(tǒng)能夠可靠地復(fù)位，RST端的高電平信號(hào)必須維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間。上拉電阻是用兩個(gè)10K8的排阻接到電源上，如圖3.3所示，當(dāng)單片機(jī)的引腳沒有輸出信號(hào)的時(shí)候，電阻就相當(dāng)于導(dǎo)線，這時(shí)引腳為高電平，當(dāng)單片機(jī)的引腳有低電平輸入的時(shí)候，電壓通過電阻不會(huì)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(dòng)能力。圖3.3 上拉電阻電路原理圖3.2 二極管測(cè)試模塊設(shè)計(jì)二極管檢測(cè)是利用二極管的正極與單片機(jī)的P3.5端口連接，負(fù)極接地，如圖3.4所示。當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)出低電平時(shí)，說明二極管導(dǎo)通，顯示屏將顯示出P。當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)出高電平，說明二極管沒有導(dǎo)通，顯示屏將顯示N。圖3.4 二極管測(cè)試原理圖3.3 三極管測(cè)試模塊設(shè)計(jì)三極管檢測(cè)是利用三極管的基極與單片機(jī)的P3.4端口連接，集電極接+5V電源，發(fā)射極接地，如圖3.5所示。當(dāng)時(shí)，若處電壓為0，則VBVE，Q1導(dǎo)通，所以Q1為NPN管。若處的電壓為5V，則VC=VB，Q1截止，所以Q1為PNP管。當(dāng)時(shí)，若處電壓為5V，則VB=VE，Q1截止，所以Q1為NPN管。若處電壓為0，則VCVB，Q1導(dǎo)通，所以Q1為PNP管。圖3.5 三極管測(cè)試原理圖3.4 電容測(cè)試模塊設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)選擇基于AT89C51單片機(jī)和555芯片構(gòu)成的多諧振蕩電路的電容測(cè)量方法。電容測(cè)試的原理圖如圖3.6所示。圖3.6 電容測(cè)試原理圖在前面的介紹中我們知道：555時(shí)基芯片的輸出頻率跟所使用的電阻R和電容C的關(guān)系如式（3.1）所示。 式（3.1）又因?yàn)椋允剑?.1）可以轉(zhuǎn)化為式（3.2）和式（3.3）。 式（3.2） 式（3.3）因單片機(jī)采用12M的晶振，當(dāng)計(jì)數(shù)器T0的值增加1，時(shí)間就增加1S，因此采用中斷的方式來啟動(dòng)和停止計(jì)數(shù)器T0，中斷的觸發(fā)方式為脈沖下降沿觸發(fā)，第一次中斷到來時(shí)啟動(dòng)T0，計(jì)數(shù)器的值為，第二次中斷到來時(shí)停止T0，計(jì)數(shù)器器的值為，則測(cè)量方波的周期為式（3.4），令開始時(shí)刻計(jì)數(shù)器的值，則公式可變?yōu)槭剑?.5）。 式 （3.4） 式 （3.5）簡(jiǎn)單時(shí)序圖如圖3.7所示。T啟動(dòng)T0停止T0555輸出的方波圖3.7 簡(jiǎn)單時(shí)序圖則電容的計(jì)算公式如式（3.6）所示。 式 （3.6）單片機(jī)計(jì)數(shù)器的值N=065535，為了測(cè)量的精度，N的取值一般在1005000，當(dāng)電阻R越大，相應(yīng)的電容C的值就越小。所以我們?nèi)〔煌碾娮柚?，就可以得到不同的電容測(cè)量的量程。此次電容測(cè)量范圍的大小為10nF10uF。3.5 555芯片測(cè)試模塊設(shè)計(jì) 555測(cè)試模塊是用555時(shí)基電路構(gòu)成無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路，單片機(jī)通過檢測(cè)其輸出電壓的高低來判斷555芯片的好壞。無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器是將555與三個(gè)阻、容元器件如圖3.8連接，便構(gòu)成振蕩模式。此外，放電晶體被驅(qū)動(dòng)而導(dǎo)通，第七腳的輸出將電容C1經(jīng)電阻Rb放電，電容器的電壓就開始下降，直到降到觸發(fā)位準(zhǔn)1/3VCC。圖3.8 無(wú)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(dòng)作時(shí)就會(huì)產(chǎn)生振蕩，振蕩器的波形為三角波和方波，如圖3.9所示。圖3.9 無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器波形圖在檢測(cè)555芯片好壞時(shí)，是將芯片引腳4接+5V，引腳3接單片機(jī)的P3.3，如圖3.10所示。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。若555芯片是壞的，則說明當(dāng)引腳4輸入高電平，引腳3沒有方波輸出，單片機(jī)沒有判斷出電壓的跳變并在顯示屏上顯示出555 cant use。圖3.10 555測(cè)試模塊原理圖3.6 運(yùn)放741測(cè)試模塊設(shè)計(jì)741是通用高增益運(yùn)算放大器，應(yīng)用十分廣泛，具有雙列直插8腳或圓筒8腳封裝。工作電壓22V，差分電壓30V，輸入電壓18V，允許功耗500mW圖3.11是741引腳圖，圖3.12是其內(nèi)部功能圖。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。_+12345678圖3.11 UA741引腳圖741測(cè)試模塊是利用741T1口與741T2口分別和單片機(jī)的P3.1與P3.6連接，如圖3.13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(jī)通過檢測(cè)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(jī)通過檢測(cè)輸出電壓就能判斷出741是壞的。圖3.12 UA741內(nèi)部功能圖圖3.13 741測(cè)試模塊原理圖3.7 液晶顯示模塊設(shè)計(jì)液晶顯示模塊是用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式LCD，本設(shè)計(jì)中采用1602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(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若干個(gè)或者等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)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?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形。但是它由于微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧，常用在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中。LCD1602的基控制器大部分為HD44780，芯片工作電壓為4.5V5.5V，模塊最佳工作電壓為5.0V，顯示容量為個(gè)字符，工作電流為2.0mA，其工作原理圖如圖3.14所示。圖3.14 LCD1602模塊原理圖其中414號(hào)引腳分別與單片機(jī)的P2.5P2.7和P0.0P0.7口連接，從而由單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行控制，引腳接口說明如表3.1所示。表3.1 LCD1602引腳接口說明表編號(hào)符號(hào)引腳說明編號(hào)符號(hào)引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號(hào)14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源正極4 軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)中采用了流行的模塊編程方法，每一個(gè)功能程序模塊都能完成某一明確的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)具體的某個(gè)功能，如液晶顯示，鍵盤等。實(shí)際的應(yīng)用程序由一個(gè)主程序和多個(gè)子程序構(gòu)成。4.1 主程序設(shè)計(jì)電子測(cè)試儀的主程序流程圖如4.1所示。開始上電延時(shí)1602初始化按鍵檢測(cè)延時(shí)按鍵彈起？開始檢測(cè)器件數(shù)據(jù)處理LCD1602顯示NY結(jié)束圖4.1 主程序流程圖系統(tǒng)對(duì)單片機(jī)上電之后，有一個(gè)短暫的延時(shí)以保證MCU正常工作，然后對(duì)1602液晶顯示屏初始化，一直等待被測(cè)器件的按鍵按下，如果確定有按鍵按下則跳到被測(cè)器件測(cè)試程序，否則一直等待按鍵。系統(tǒng)開始檢測(cè)器件，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，在液晶屏上顯示。4.2 二極管測(cè)試程序設(shè)計(jì)二極管測(cè)試流程說明，如圖4.2所示。對(duì)單片機(jī)上電之后，有一個(gè)短暫的延時(shí)以保證MCU正常工作，然后對(duì)1602液晶顯示屏初始化，一直等待測(cè)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(cè)試測(cè)試程序，否則一直等待按鍵。開始上電延時(shí)1602初始化二極管鍵是否按下？讀取T1位，清屏1602NYT1=0?YN顯示 P顯示 N結(jié)束圖4.2 二極管測(cè)試流程圖二極管的測(cè)試接口是P3.5端口，如果P3.5檢測(cè)到低電平，則二極管導(dǎo)通，說明二極管正向，如果單片機(jī)檢測(cè)到高電平，則二極管截止，說明二極管反向。4.3 741運(yùn)放測(cè)試程序設(shè)計(jì) 741測(cè)試流程說明，如圖4.3所示。對(duì)單片機(jī)上電之后，有一個(gè)短暫的延時(shí)以保證MCU正常工作，然后對(duì)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(cè)試程序，否則一直等待按鍵。開始上電延時(shí)1602初始化741鍵是否按下？T1=1 T2=0NY顯示ua741 can useT3=0?YNT1=0 T2=1T3=1?Y顯示ua741 cant useN圖4.3 741測(cè)試流程圖741的測(cè)試接口是P3.6端口，當(dāng)T1=1，T2=0時(shí)如果P3.6檢測(cè)到低電平，則再一次檢測(cè)，當(dāng)T1=0，T2=1時(shí)，P3.6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(shè)計(jì)如下：while(key2)ua741_out_x=1;ua741_out_y=0;delay(200);if (ua741_in=0)ua741_out_x=0;ua741_out_y=1;delay(200);if ( ua741_in=1)display(ua741 can use);else display(ua741 cant use);else display(ua741 cant use);4.4 三極管測(cè)試程序設(shè)計(jì)三極管測(cè)試流程說明，如圖4.4所示。對(duì)單片機(jī)上電之后，有一個(gè)短暫的延時(shí)以保證MCU正常工作，然后對(duì)1602液晶顯示屏初始化，一直等待測(cè)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(cè)試程序，否則一直等待按鍵。開始上電延時(shí)1602初始化三極管鍵是否按下？NQ1(C)=1?YNQ1(C)=1?Q1(B)=1?YYNNYPNP PNPNPN圖4.4 三極管測(cè)試流程圖三極管的測(cè)試接口是P3.4和P3.0端口，如果P3.4口檢測(cè)到高電平，再檢測(cè)P3.0口，如果P3.0是高電平，則三極管是NPN型，否則三極管是PNP型。如果三極管P3.4口檢測(cè)到低電平，再檢測(cè)P3.0口，如果P3.0是高電平，則三極管是PNP型，否則是NPN型。三極管測(cè)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();4.5 555芯片測(cè)試程序設(shè)計(jì) 555芯片測(cè)試流程說明，如圖4.5所示。對(duì)單片機(jī)上電之后，有一個(gè)短暫的延時(shí)以保證MCU正常工作，然后對(duì)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(cè)試測(cè)試程序，否則一直等待按鍵。顯示555 cant use開始上電延時(shí)1602初始化555鍵是否按下？清零中斷、標(biāo)志位中斷初始化，清屏1602GD-Flag=0NYGD-Flag=1顯示555 can useIE0=1?YN結(jié)束圖4.5 555芯片測(cè)試流程圖555芯片測(cè)試是利用555時(shí)基電路構(gòu)成無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路。其接口是P3.2端口，用于檢測(cè)外部中斷0的跳變，如果P3.2檢測(cè)到跳變，則外部中斷0的中斷標(biāo)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。4.6 電容測(cè)試程序設(shè)計(jì)電容測(cè)試程序的流程圖如圖4.6所示。對(duì)單片機(jī)上電之后，有一個(gè)短暫的延時(shí)以保證MCU正常工作，然后對(duì)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(cè)試程序，否則一直等待按鍵。開始上電延時(shí)1602初始化電容鍵是否按下？啟動(dòng)555NY啟動(dòng)計(jì)數(shù)器計(jì)算電容的大小值有無(wú)中斷?YN有無(wú)中斷？停止計(jì)數(shù)顯示電容值YN電容鍵是否按下？YN圖4.6 電容測(cè)試流程圖電容的測(cè)試接口是P3.2端口，利用555芯片和周邊電阻組合成一個(gè)無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路，通過測(cè)量方波的頻率來計(jì)算所測(cè)量的電容的大小。5 調(diào)試與分析將編寫的C語(yǔ)言程序在KeiluVision2軟件上鏈接、編譯后，無(wú)誤，并給總電路圖中的單片機(jī)AT89C51加載程序進(jìn)行仿真，得到仿真結(jié)果如下所示。（1）檢測(cè)器件為二極管時(shí)的仿真結(jié)果如圖5.1所示，其中（a）為二極管正向，（b）為二極管反向。 （a） （b）圖5.1 二極管的仿真調(diào)試（2）檢測(cè)器件為三極管時(shí)的仿真結(jié)果如圖5.2所示，其中（a）為NPN型，（b）為PNP型。 （a） （b）圖5.2 三極管測(cè)仿真調(diào)試（3）測(cè)試器件為555芯片時(shí)的仿真調(diào)試如圖5.3所示，（a）為芯片好的，（b）為芯片壞的。（a） （b）圖5.3 555的仿真調(diào)試（4）測(cè)試器件為運(yùn)放741時(shí)的仿真調(diào)試如圖5.4所示，（a）為芯片好的，（b）為芯片壞的。（a） （b） 圖5.4 運(yùn)放741的仿真調(diào)試（5）測(cè)試器件為電容時(shí)的仿真調(diào)試如圖5.5所示，（a）為100nF電容，（b）為500nF電容。（a） （b）圖5.5 電容的仿真調(diào)試各器件測(cè)試結(jié)果如下： 電容測(cè)試數(shù)據(jù)如表5.1所示。表5.1 電容測(cè)試數(shù)據(jù)標(biāo)稱值(nF)系統(tǒng)測(cè)量(nF)相對(duì)誤差%100991.025004966.510009433.65500047163.62555和運(yùn)放741測(cè)試情況如表5.2所示。表5.2 555和運(yùn)放741測(cè)試結(jié)果被測(cè)器件器件本身好壞測(cè)量方式顯示結(jié)果555芯片好芯片連接正確555 can use芯片連接錯(cuò)誤555 cant useUa741運(yùn)放好芯片連接正確Ua741 can use芯片連接錯(cuò)誤 Ua741 cant use二極管和三極管測(cè)試情況如表5.3所示。 表5.3 二極管和三極管測(cè)試結(jié)果被測(cè)器件測(cè)量方式顯示結(jié)果二極管正向連接P反向連接N三極管接入NPN型NPN接入PNP型PNP（6）測(cè)試分析：在測(cè)試電容的時(shí)候出現(xiàn)了一些誤差，可能的原因是硬件電路設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)的不匹配，也可能是由于振蕩電路外圍器件由電容電阻分立元件搭接而成，所以由振蕩電路產(chǎn)生的被測(cè)參數(shù)對(duì)應(yīng)的頻率有一定的誤差這些因素都對(duì)測(cè)試值有一定的影響，都會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果會(huì)或多或少地偏離被測(cè)量的真值。因此為了減小本設(shè)計(jì)中誤差的大小，可以通過多次實(shí)驗(yàn)測(cè)量，來盡可能的減少本測(cè)試系統(tǒng)的誤差。結(jié)束語(yǔ)畢業(yè)論文是一次非常好的將理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過對(duì)電子元器件測(cè)試儀的課題設(shè)計(jì)，鍛煉了我的實(shí)際動(dòng)手能力，增強(qiáng)了我解決實(shí)際工程問題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平。 電子器件測(cè)試儀的設(shè)計(jì)基本符合設(shè)計(jì)要求，能完成二極管，三極管，UA741，555芯片的功能測(cè)試，就電容測(cè)試模塊需要進(jìn)一步改進(jìn)。作品實(shí)測(cè)中，測(cè)量電容值有一定的誤差，而且C值越大時(shí)誤差越大，該誤差則是來源于振蕩電路產(chǎn)生的頻率和單片機(jī)程序上的誤差。希望在之后的設(shè)計(jì)之中能夠得到進(jìn)一步解決。在本課題過程中，我遇到很多問題，如主控模塊控制芯片的選擇，測(cè)試模塊方案的對(duì)比研究。雖然這個(gè)過程十分繁雜，不過它又進(jìn)一步鞏固了我的專業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)了一種良好的設(shè)計(jì)心態(tài)。在軟件調(diào)試過程中，反復(fù)出現(xiàn)了硬件電路設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)的不匹配，于是我對(duì)原電路進(jìn)行局部修改。雖然最終取得成功，但它給我很多啟迪，在設(shè)計(jì)前期應(yīng)保證硬件與軟件的匹配，這樣可節(jié)省很多時(shí)間。本課題本著原理簡(jiǎn)單，成本低的特點(diǎn)將為廣大師生在平時(shí)的電子設(shè)計(jì)中帶來便利。當(dāng)然它的功能有限，與很多國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器不能相提并論，但它卻讓我向電子王國(guó)又近了一步。隨著電子工業(yè)的迅猛發(fā)展，我相信測(cè)量?jī)x器的功能也會(huì)越來越強(qiáng)大，成本也會(huì)越來越低，我期待那一天的到來。致 謝時(shí)光匆匆飛逝，二年的努力與付出，隨著論文的完成，終于讓我在大學(xué)的生活得以劃下完美的句點(diǎn)。畢業(yè)設(shè)計(jì)，也是我大學(xué)生涯交上的最后一個(gè)作業(yè)了。從開始選擇設(shè)計(jì)課題、分析課題、方案構(gòu)思、論證方案、程序設(shè)計(jì)、仿真調(diào)試、再到書寫論文的完成，每一步對(duì)我來說都是一種新的嘗試與挑戰(zhàn)，這也是我在大學(xué)期間獨(dú)立完成的最大的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程。在這段時(shí)間里，自己切實(shí)按照產(chǎn)品設(shè)計(jì)的程序認(rèn)真的完成各個(gè)步驟，運(yùn)用了在大學(xué)中所有學(xué)到的知識(shí)，每一次的改進(jìn)都是我學(xué)習(xí)的收獲，在改進(jìn)的同時(shí)進(jìn)一步深化了對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解。 畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文得以完成，要感謝的人實(shí)在太多了，首先要感謝張文青老師，畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文是在張老師的悉心指導(dǎo)下完成的。對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)給以很大的幫助，在此向張老師表示感謝。畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文的順利完成，也離不開其它各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。另外，要感謝在大學(xué)期間所有傳授我知識(shí)的老師，是你們的悉心教導(dǎo)使我有了良好的專業(yè)課知識(shí)，這也是畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文得以完成的基礎(chǔ)。在論文的寫作過程中也學(xué)到了做任何事情所要有的態(tài)度和心態(tài)，首先我明白了做學(xué)問要一絲不茍，做事情要有耐心和毅力。 總之，此次論文的寫作過程，我收獲了很多。此次論文的完成既為大學(xué)生活劃上了一個(gè)完美的句號(hào)，也為將來的人生之路做好了一個(gè)很好的鋪墊。參 考 文 獻(xiàn)1 李建忠. 單片機(jī)原理及應(yīng)用（第二版）M. 西安電子科技大學(xué)出版社，2008.2 周立功. 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程（三）M. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006.3 江世明. 基于Proteus的單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)M. 北京：電子工業(yè)出版社， 2009.4 何立民. 單片機(jī)高級(jí)教程（應(yīng)用與設(shè)計(jì)）M. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2000.5 周明德. 單片機(jī)原理與技術(shù)M. 北京：人民郵電出版社，2008.6 張永瑞. 電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)M. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2009.7 鄒久朋. 80C51單片機(jī)實(shí)用技術(shù)M. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2008.8 張靖武. 單片機(jī)系統(tǒng)的Proteus設(shè)計(jì)與仿真M. 北京：電子工業(yè)出版社， 2007.9 周瀾景. 基于Proteus的電路及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真M. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007.10 潘永雄. 新編單片機(jī)原理與應(yīng)用M. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 2003.11 趙星寒. 從零開始教你用單片機(jī)M. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2009.12 周瀾景. 基于Proteus的ARM虛擬開發(fā)技術(shù)M. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006.13 林志琦. 基于Proteus的單片機(jī)可視化軟硬件仿真M. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006.14 陳富安. 單片機(jī)與可編程控制器應(yīng)用技術(shù)M. 電子工業(yè)出版，2006.15 徐愛鈞. 單片機(jī)原理實(shí)用教程-基于Proteus 虛擬仿真M. 北京：電子工業(yè)出版社，2009.附錄A 整體電路圖附錄B 程序清單#include/包含單片機(jī)寄存器的頭文件#include/包含_nop_()函數(shù)定義的頭文件sbit RS=P20;/寄存器選擇位，將RS位定義為P2.0引腳sbit RW=P21;/讀寫選擇位，將RW位定義為P2.1引腳sbit E=P22;/使能信號(hào)位，將E位定義為P2.2引腳sbit BF=P07;/忙碌標(biāo)志位，將BF位定義為P0.7引腳sbit key1=P17;sbit key2=P16;sbit key3=P15;sbit key4=P14;sbit key5=P13;#include #include #include sbit ua741_out_x=P37;sbit ua741_out_y=P31;sbit ua741_in=P36;sbit Diode_or3 =P35;sbit NPN_PNP_OUT=P34;sbit NPN_PNP_IN=P30; int nCounter=0; int flag=0;unsigned long ne555_cnt=0;unsigned long cap_cnt=0; int count=0;unsigned char str =cap NF; unsigned char code string =test