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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。
% I- W+ M9 H% F1 V% 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。
. ]+ C7 {/ [% G, x 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。
) F/ P- P& n9 `/ ^ CPU外接晶体的振荡频率为12Hz，则* \; H% {* ^1 L) q4 A
机器周期=12×振荡周期* h; o8 G# a/ U& v0 _# ?
=12×112μs( c2 s2 e( q( J& W% Y! |5 X5 h
=1μs
4 M) ^. _, P+ }8 |6 i- {; 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。% H2 J3 R6 s# j7 ?
因为，89C52 ALE时钟频率=: d8 @0 l$ S& @( Y: [* L
1/6×CPU振荡频率' }, t* N: y6 N9 M# H, }
=1/6×12MHz=2MHz
: W# V( \) b4 \7 B 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。8 p; v8 r5 e% Q( K( a. z
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。& J2 n; A) L$ N9 w7 [
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。! W6 i0 N: j# t" I M
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：& T7 S, ?% x! s5 @
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。
7 P8 D6 q. C! 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。
, x& M1 E3 [& M) l. x; K; T 程序设计框图如图6所示，现将各部分简要介绍如下：
: ~# N4 o4 ^1 P ? C( Q1 e+ n0 j8 O 1初始化5 @* i& x- ~$ `
（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。
+ f( J- u# q' ^# s2 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。
) v7 v) X8 [/ l+ ? 2测频率子程序
7 H. T+ Q# m# n% L: x' \ 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。- e! m( d( w9 m* e0 e2 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。# S- W# o( G0 C7 Q& I$ q
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：
H1 I* l- B; C 因为，定时时间=（216－T0初值）×机器周期3 t8 c+ i0 t# ^+ t' `2 X
所以，T0初值=216－定时时间÷机器周期
# _+ |8 \9 @, @5 C& Y5 ?1 A1 T# x =216－100ms÷1μs
' _ _: Z. x) g- A. G =64536D# U5 e; C8 R3 j, y& F, L( @. e
=FC18H& l8 k6 u8 n! E
将T0初值分别装入16位数TH0和TL0。
! Y; I+ x) s: \6 q( ~, k0 y 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。
" [ u$ g' k2 w8 z$ A2 S" |+ J; v 则F1=(f1/k×500kHz×100ms）÷500kHz% Z/ t! ~% |% ^, }- ?
=1/K×100ms×f1
% A* `! k. t1 n! j+ }' D 同理F2=1/K×100ms×f2
5 ?- A6 N1 f: f8 D 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。
$ a4 j6 Y! K, g# ? 3频率判断程序
0 |. |4 {% G+ T4 s. q# i, m$ N 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 e+ [) @- d+ k0 L3 S. m0 R0 m
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。# z: Z& M- Z1 R$ J
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+ w7 C% V% d# ?( Y3 `% T
V=v/5k×256
6 \# N' U5 e% @0 a7 i 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。
. C- l! @* _% k; U" h9 U 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。8 W R _3 E- _
5发报警信号
* [$ u; n! l9 N, |. ?# u 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。5 U9 v; x. q1 z1 p$ I
若21H内容不为零，则发报警声，频率报警信号灯D8亮。1 \* J$ I q6 q) U6 U' p6 J
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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