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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。0 \! ~6 [4 F4 x8 P$ F2 m
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。1 U! N8 |/ V: O% a
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。; M$ N, F8 V1 B1 P
CPU外接晶体的振荡频率为12Hz，则
2 Z8 R* ]1 h( L% j 机器周期=12×振荡周期4 V) ?0 e. m f5 N5 X ^+ v
=12×112μs
6 m( l9 z, [) p =1μs
( N' I5 b g& c3 i- `2 X+ ]/ P 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。/ x6 T! \& z; J5 P( Y
因为，89C52 ALE时钟频率=# [" q S' c8 G+ N: Z
1/6×CPU振荡频率: T4 d" Z: a) _. `
=1/6×12MHz=2MHz$ ~/ w# {/ z9 i k
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。- H6 e4 a3 x- M
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。4 s0 {( w5 ?& @/ |- ~ m
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。( P6 o( r# W5 S6 U$ a; C
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：& X0 |3 U5 G1 J# _) ` B
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。
V& r+ L6 U6 B4 u8 |! L' s 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。
+ c5 Q6 A! |4 ^* y* f 程序设计框图如图6所示，现将各部分简要介绍如下：- @, b% b% i$ S! ?8 X1 S1 Y! F& Q
1初始化1 s0 [6 d4 D* }9 s; `
（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。
& J/ ~% x& a/ M2 N* L0 S （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。$ i- t( j* L: o, o8 G
2测频率子程序+ ]9 b. t; b4 V4 _* t$ Q$ X& x1 F; |
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。
5 ?* @! {( Z2 X( I3 [+ C w 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。# H5 v" U& u' E% f" o
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：
2 O. S) N7 |0 w. C. q' T1 B& J 因为，定时时间=（216－T0初值）×机器周期
c' |# V/ I* A! ~ 所以，T0初值=216－定时时间÷机器周期
) J6 Y: L5 C. t# d( y( Y9 i. I =216－100ms÷1μs' w% V/ h9 A, [" o
=64536D
+ ^2 e+ O) n! d, K" O, [ =FC18H
& `9 M3 u+ O- y- w' V: ` 将T0初值分别装入16位数TH0和TL0。; ^3 k% ~0 h$ x# d
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。4 ]& N- L9 ?7 s
则F1=(f1/k×500kHz×100ms）÷500kHz2 F/ d1 V- F; L) [
=1/K×100ms×f1
1 J- }' @2 K& i. E. o4 f4 w 同理F2=1/K×100ms×f2
/ ~9 H! y1 T, w) I! t0 i 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。
6 r0 ?6 i) S" e8 o, h 3频率判断程序
8 p2 Q" F& m/ {# n) ^ M# F& j 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”。$ u4 B6 K" h9 b8 O* P" t0 O) m( |7 f& }
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。
, U8 Q% y& N$ r% ?) q, }0 O 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
* z: P9 I9 l5 \( x V=v/5k×256. Z* @. E. Y" ]: t
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。
- p* x* g- U8 f1 G) P( J; r 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。
. _4 H0 u* {% W/ W; ^ 5发报警信号% J! i V- h6 y9 c0 H$ ?. K
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。: e1 E0 Y" \* G, }; A9 }1 Y& I& x$ N! O) f
若21H内容不为零，则发报警声，频率报警信号灯D8亮。3 K' Y; }: Z# J: z5 ~8 c& S
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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