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在生产过程中，整机的参数检测是产品质量的保证，以往一般用工装测试并且结合万用表、示波器等读出读数，进行判断。
. t) w- J" `5 D5 S" ?0 b2 l6 r 我们用单片机对工装进行了改造。用改造后的工装测试时，只要把需检测的参数上下限输入单片机，把工装的针角对准待测点，然后把待测件通上电源，如果有报警声，即可根据报警指示灯的标志判断是哪一个参数出错。系统框图见图1。
" y3 b7 y/ l* A. k4 k6 B 若CPU采用PHILIPS公司的89C52，内含4K字节的EPROM，用户可将工作程序固化在EPROM中，并可重复烧写。0 b9 L( F8 X* j1 q
CPU外接晶体的振荡频率为12Hz，则+ H) f( ^. {* N* P1 F- o
机器周期=12×振荡周期
: _# l7 @6 e" S1 V) ], ?: V =12×112μs; m% D; l$ U( s, O
=1μs
, |% D* }# C! Y) h, ?9 o CPU的复位电路采用手动复位与上电复位相结合的设计（图2）；ADC 0809芯片内部无时钟，在与89C52接口时，可利用其地址锁存允许信号ALE获得。
2 |* A. \. E* J9 A, Z. H! [* T 因为，89C52 ALE时钟频率=
% \* Y5 F% K% s2 n 1/6×CPU振荡频率0 t1 i: L! i0 R; T
=1/6×12MHz=2MHz
8 L4 ^ n' Z6 M3 Q/ h+ A2 ~ 所以，CPU ALE经双D触发器（7474）四分频后得500kHz振荡频率提供给0809。89C52的P0口用作复用数据总线。由于0809具有三态输出锁存器，故其8位数据输出引脚D0～D7可直接与89C52的数据总线P0口相连。地址译码引脚A、B、C端分别接到89C52的低三位数据线P00、P01、P02。1N0～1N7是分时进行选择控制的，选择哪一路由ADC0809的地址选择线A、B、C决定。0809的转换启动（START）信号和八路模拟输入开关的地址锁存允许（ALE）信号分别由89C52的P27、P26口提供，输出允许（OE）引脚用89C52的P25口来启动。5 ?) h1 ~; U- P$ k
报警电路图见图3。89C52的P10～P17作为1N0～1N7 8路电压越界报警指示，P21口作为频率越界报警指示。P20口接报警蜂鸣器，用作报警辅助指示。9 y' C6 `: D- h+ l0 ]/ Y7 W3 ^
由于0809采集电压范围为0～5V，而被测试板卡电压一般有正负之分，且幅度大于5V，因此设计了正负电压采集系统，并利用分压电路将测试范围扩大。0809的1N6、1N7用来采集负电压，1N0～1N5用来采集正电压。负电压采集电路（图4）利用NE5532实现，改变R33、R34参数即可改变电压测试范围。正电压分压电路如图5。9 V1 {7 \1 g' H0 f+ g' v8 M& L
D13、D14为0809保护电路，防止1N1端口电压大于5V，损坏0809。C17用来滤除测试电压中的交流部分。R13=R14=R15采用精密电阻，则此时，电压测试范围为：& F5 t9 z0 \& K! ^) m1 w
F=5V÷1/3=15V基本上能满足测试要求。若想获得更大的测试范围，给R14并联更多电阻即可。本系统采用精密电阻，可满足一般5％测试误差的要求。& |: M) h( |/ x1 O1 ^$ n2 j2 @7 B* _
89C52 T0口设为计数器工作方式。由于每检测一个从1到0的负跳变需用2个机器周期，这就要求被采样的电平至少维持一个完整的机器周期，由上述可知，本系统机器周期为1μs，因此89C52采样最大频率为500kHz。对于小于500kHz的频率经整形后，就可直接送入T0口，大于500kHz的频率就要通过分频、整形后，方可送入T0口。
/ G4 q1 m! `% Z0 h1 ~; U5 n 程序设计框图如图6所示，现将各部分简要介绍如下：+ d ~# h8 B c& n' ~: o& I
1初始化' @! m% i) X! U' S! ?$ C
（1）20H单元为电压报警状态字，初值为00H，0～7位为电压报警位。21H单元为频率报警状态字，初值为00H，0位为频率报警位。
3 [2 B, p1 t r# I （2）30－3FH单元分别为待测电路电压上下界常数，4A－4DH为频率计数值上下界常数。
& t x# _9 f$ B1 e: b1 k 2测频率子程序& r, ~: o4 B+ U/ h8 X# V
频率的测试原理是在给定时间（T）内测出读入的脉冲数（N），则待测频率f=N/T。
; m" a) j- P4 N7 Y" P7 Z 在本系统中，用89C52内部的定时器/计数器来完成这项工作，令T0为定时方式，T1为计数方式。将T0、T1均设为方式1。
: E8 |8 A# s1 s( E! R; p3 d 将定时时间设为100ms，则T0应装入的时间常数（T0初值），可计算如下：
. \0 `8 m& ~6 T# { 因为，定时时间=（216－T0初值）×机器周期1 n$ `0 B6 U1 _5 x- `
所以，T0初值=216－定时时间÷机器周期
3 T- t% o( @ b# Q s* \4 r =216－100ms÷1μs
/ T1 _" r' l4 B4 B5 n; a" | =64536D7 g$ G, K2 M" i# d
=FC18H
# U& O+ a& @' _7 N! l# b3 d 将T0初值分别装入16位数TH0和TL0。
K- {. f2 L3 ^% y+ N2 [4 X 由于89C52计数器的外接输入端的最大频率为500kHz，而我们通常需测频率为数兆赫或数十兆赫，因此本系统采用了分频电路。设分频K倍，实测上下限频率分别为f1、f2，频率计数值上界常数为F1，下界常数为F2。
0 n" B. b' y8 c' j2 O" P- B' l8 h! e 则F1=(f1/k×500kHz×100ms）÷500kHz& C* l% R" e. s
=1/K×100ms×f1
: y! ]0 \6 R) \4 i 同理F2=1/K×100ms×f2
& X4 X7 K( P% @$ Z% ^$ g, a 把十进制的F1、F2转换为16进制后，再把高低位分别存入相应的单元（4A－4DH）供频率判断程序使用。2 I; A& |( y0 ~' J$ ~* S, S1 Y
3频率判断程序+ N; r$ V8 X5 Q/ I
先判断测出的频率值高位，若高位不相等，即马上可判断出是否越界，若高位相等，则判断低位，若结果越界，则用置位指令把20H单元的相应位置“1”。! r2 L7 E- T/ g$ y# g
在A/D转换时，选择了用软件延时方式。0809共可以测八路电压信号，开始时把通道号置1，然后发启动信号，调延时程序（延时定为200ms。由于0809转换时间为100μs，8个通道为800μs，延时定为200ms足够），读A/D转换数据，再判断电压是否越界，最后通道号加1，直到每个通道都检测完毕。
$ u7 \# J8 T8 U: P% c/ \ ] 电压上下限参数的确定：0809的分辨率为8位，最大输入电压为5V，即2－1=255对应的是满量程5V。为了测得超过5V的电压，本系统采用分压电路，电压上下限参数按以下公式确定
: I) S* @# d5 D$ X! v; @ V=v/5k×2560 C2 V. T$ g* k' J
其中V为十进制上下限参数，v为预测电压上下限，K为分压系数。; m* b8 J' p2 n$ E8 O+ y0 |
把V转换为16进制数存入相应的内存单元（30－3FH），供判断程序使用。0 O. d0 K1 N2 D& F/ E
5发报警信号* u' I& o/ T: v# @. I2 }
若20H内容不为零，则发报警声，并且相应电压报警信号灯D0～D7亮。. r" K) D4 @5 `
若21H内容不为零，则发报警声，频率报警信号灯D8亮。& k* b* V+ S" _5 e8 L
6适用范围广，可重复利用：采用可擦除CPU，更改几个参数，即可满足不同的测试要求。 |
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发表于 2016-8-15 11:47
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