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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 l* k, f8 {1 m( ^: A
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。
7 ?' `# ?( L6 {( f4 `4 G 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。9 j9 {! M; O' [6 m( u ?
CPU外接晶体的振荡频率为12Hz，则
9 V- A2 M0 C' C" m2 t 机器周期=12×振荡周期
4 q( C7 Y6 l! M =12×112μs8 u \" E/ u9 C, V( Q
=1μs2 {4 D$ n* T: A* O. D0 |" s
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。. q# q) L, A- c; C! D
因为，89C52 ALE时钟频率=
! F& K: N# n9 [! s+ b) S7 I4 v' @! ] 1/6×CPU振荡频率
' U+ G" U5 Q; U7 Z n. e% h =1/6×12MHz=2MHz
/ D# j* s- u' K+ i6 R 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。
- ^* t1 m' o; S: D1 a H ]7 w 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。
* P' f+ L% p h% x6 H$ s+ z) c 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。 q9 ]6 k6 \8 L- u6 u2 @
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：0 t" _: p! C) V- v7 T6 H& U
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。2 J5 E+ R: F8 E0 _0 z' c( p
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。2 {" W( a- H8 }1 x. U% T& m
程序设计框图如图6所示，现将各部分简要介绍如下：* a! Y9 `8 w6 n9 O
1初始化
, ?: ]/ u+ H+ s! E& d; _3 A, [% m （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。
- i% W1 ^. p, @( `' U （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。
9 c1 J& j+ C, ~! O 2测频率子程序; K" M6 S, m6 ^9 Q6 ?9 {5 U
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。- W% x+ N) c; u
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。% h' Z6 k% g0 {# r
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： ~, a9 b% W8 P p' \
因为，定时时间=（216－T0初值）×机器周期. Y. E! x4 E+ q! o2 i/ E# M
所以，T0初值=216－定时时间÷机器周期/ t8 B9 b& }! T1 [$ P
=216－100ms÷1μs
. e" Q1 m- Q. Y7 R/ `* r =64536D6 n4 z2 N( Z8 _
=FC18H% C- {' Y% K8 O5 K
将T0初值分别装入16位数TH0和TL0。9 c4 m# V' D1 o0 h/ O0 C5 I
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 z/ Z1 y( E3 J
则F1=(f1/k×500kHz×100ms）÷500kHz9 R8 ?( W4 s% E( D% }
=1/K×100ms×f13 V+ t5 _$ n9 E4 j5 D _- u
同理F2=1/K×100ms×f2* D' N1 N3 m8 X1 e0 S
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。
. G1 W5 M; V# P6 u! {- ] 3频率判断程序
2 \5 f5 U, k; M, S. T$ W9 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”。
8 J" b* K$ p* [, V0 Q 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。- _& c/ r. F/ T& I- A ~
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0 F! h8 Q. U1 ~% S
V=v/5k×256
$ u3 j+ ~* z" ?. L 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。
# P8 _6 R D f7 `% r0 p; H 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 A% _2 e4 y% o" c# E
5发报警信号
5 R" F; x3 Q: p, O6 p7 _ 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。
. p$ s) _8 [# a, O! e 若21H内容不为零，则发报警声，频率报警信号灯D8亮。: T, K; C( m9 y. Z
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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