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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。 y" T4 U( y- {6 B
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。( q' J3 J1 Z3 n+ g% j" ?. Q) E; ~, e
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。7 C% f: ~" P1 A1 h1 J! t
CPU外接晶体的振荡频率为12Hz，则6 U+ g* m- a9 X' `' l, L
机器周期=12×振荡周期1 o$ N ?( r3 ^5 ` P. w: k5 P
=12×112μs
% D2 A! U T& n( l! N$ g* y =1μs
~& i% m/ g i" P- T) K 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。- ~9 Y* x8 x7 A6 s Y( I
因为，89C52 ALE时钟频率=
8 L6 u7 M$ Z9 O8 Y9 t. T1 R/ R' K- S 1/6×CPU振荡频率" h" c }9 I0 [( U( F
=1/6×12MHz=2MHz: s" c. g$ B$ m; h
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。
: m% x6 k- y& }& n+ f+ C 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。
6 G9 b- d6 B: C8 T# Z 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。: ^0 H$ {8 ]* s; y" l9 {: E
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：
% ^* ] I8 ^$ p2 ^ 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。- _: C% D9 U. h# s6 c
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。8 T# y# |4 H6 v
程序设计框图如图6所示，现将各部分简要介绍如下：
& I# i7 H# x5 `' F0 ]0 W 1初始化% X! L4 z5 ]4 }, s2 V
（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。
' l3 U( n- E. }8 ^$ e* b （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。: x- Y: B4 J/ z; \/ j( H- w
2测频率子程序8 @$ ~1 j% o9 y
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。
1 I& ^9 i2 e' C 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。
y# y, t+ I: \% ` l) q b& M. C 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：
, }- R4 r' U7 i9 \ 因为，定时时间=（216－T0初值）×机器周期
/ F B# M# t# L1 W 所以，T0初值=216－定时时间÷机器周期9 j; S% U# D9 O% j
=216－100ms÷1μs- o) j' a- s" ~: Y# |$ h9 K
=64536D
2 w2 K0 x0 j* @, s =FC18H
# E- \* X' S' Z- }7 Y* {3 C 将T0初值分别装入16位数TH0和TL0。0 y' I( B; A5 [6 L
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。
( G0 O, @/ V- |$ Z6 A: i 则F1=(f1/k×500kHz×100ms）÷500kHz
3 v% J0 G& D1 H5 {% L/ E; i =1/K×100ms×f14 Q- s& g( u; ~' z! E
同理F2=1/K×100ms×f2 P0 g c7 m8 e
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 S; m- Q, s, t 3频率判断程序
0 {- K! e4 k" j" b0 g% C 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”。
4 {6 c* ^5 |# `5 t: f- Z9 F8 A 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。
7 J- \: r# R0 d7 b9 a2 m6 D! g, S# q 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+ s' z+ a$ h2 L2 t' L; b& v1 X6 c- ^
V=v/5k×2565 Q% V; U0 m( L, h9 q
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。/ r. \! x# ~8 u& C; _
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 d- a' y+ }7 m( P 5发报警信号
- G/ T2 c" b* s9 a |/ M2 s2 Z/ y( j 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。
) G- P8 A6 [: L/ I' ` 若21H内容不为零，则发报警声，频率报警信号灯D8亮。
6 ^3 h. f1 s$ n 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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