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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。+ z! L2 p/ H& x5 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。
/ X. ` C, d9 D6 [" j w6 M h 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。3 v% p" M* Y; C! }5 h
CPU外接晶体的振荡频率为12Hz，则
3 z! k9 d( I, n/ I9 s6 i9 h* P( P; D 机器周期=12×振荡周期
$ o# [, X% R" R5 S4 ^% D =12×1?12μs
6 i4 B! y" R3 I2 {# ` =1μs h- S# K) f& I+ f- }
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。1 t. l; ?7 F( n% V6 V# M& Q
因为，89C52 ALE时钟频率=4 j$ c; Q# }3 _0 S
1/6×CPU振荡频率8 F' s. P6 {. a1 K% u! V0 `
=1/6×12MHz=2MHz
# j3 z2 \& U$ p) c 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P0?0、P0?1、P0?2。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P2?7、P2?6口提供，输出允许（OE）引脚用89C52的P2?5口来启动。/ k1 G' C: L4 U1 _) e5 f/ g
报警电路图见图3。89C52的P1?0～P1?7作为1N0～1N7 8路电压越界报警指示，P2?1口作为频率越界报警指示。P2?0口接报警蜂鸣器，用作报警辅助指示。
& z3 N7 @4 m7 q& q( A 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。
+ J+ M; Z; q' ?# P0 q 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：
# W$ B Z$ W0 Q- Z8 W8 t 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。
9 x7 E N( q! h* Y7 v5 N0 V4 [0 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。
: T; G2 `' p7 y2 G0 D9 n8 T 程序设计框图如图6所示，现将各部分简要介绍如下：
' }% C, p. Y0 _ 1?初始化% j9 \" T2 {0 S9 p" j, {2 {
（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。
) }& v7 r8 ^9 N4 U- ]8 A! \* Z （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。
W6 |; P' }8 g/ f- |3 O* H 2?测频率子程序
. `# [8 |( D/ F9 }0 Y3 l 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。
' n$ S+ m6 `8 X 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。$ }" |8 l1 N6 A6 e2 C: L
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：7 h- g7 { f$ y+ Z$ ^
因为，定时时间=（216－T0初值）×机器周期
' M a* z. L) U 所以，T0初值=216－定时时间÷机器周期
8 n0 i5 v: ^# T =216－100ms÷1μs
D# t6 Q [0 P% I =64536D7 e- y8 g9 k% C( w% s
=FC18H. d3 g& j( P2 A6 y# b7 b( I+ F# z8 F
将T0初值分别装入16位数TH0和TL0。
+ X0 S2 `2 Y5 J1 [; N3 [ 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 ~) o$ h0 _; K) Y 则F1=(f1/k×500kHz×100ms）÷500kHz
7 y2 D% l: g4 [) O, a2 s- c: p6 l =1/K×100ms×f1
" s2 o9 l! k5 C2 ~) i 同理F2=1/K×100ms×f2
3 N2 f9 d2 {8 G 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。
* Y2 W$ t" i' K 3?频率判断程序3 @1 d+ W% k5 h$ I, R$ H G
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”。1 R: U5 T- P; B+ B4 V
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。+ X9 s4 L- l0 y* \
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
9 L+ |2 Q n+ h6 V4 O5 l1 ~9 i) u( | V=v/5k×256; u& M( F: Q: ]; r0 m
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。
- _: y0 d% i6 T8 H/ T 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。
7 Q# ]0 J/ G# U% p3 P# X" E. U: r 5?发报警信号% o) r, h* t: c- P
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。 X: E4 F' g/ j0 I
若21H内容不为零，则发报警声，频率报警信号灯D8亮。) d' V% c5 c, B7 q
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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