集成運放參數(shù)測試儀

1、<p>　　集成運放參數(shù)測試儀——程序設(shè)計</p><p>　　內(nèi)容摘要：該課題設(shè)計的運算放大器閉環(huán)參數(shù)測試系統(tǒng)是基于MSC-51單片機控制模塊，并且由LCD（Liquid Crystal Display）顯示模塊，鍵盤模塊，數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)換模塊，采用DDS芯片（AD9851）實現(xiàn)了40kHz～4MHz的掃頻輸出模塊等五部分組成。采用輔助運放測試方法，可對運放的輸入失調(diào)電壓、輸入失調(diào)電流、交流差模開環(huán)電壓

2、增益和交流共模抑制比以及單位增益帶寬進行測量。在軟件上，用C語言來編程實現(xiàn)。其要實現(xiàn)的功能包括：對來自TLC2543A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號進行接收、分析、計算和對結(jié)果的顯示；通過不同鍵值的接收、分析來控制對不同對象的測量,并在LCD上顯示對應的人機界面；對來自DDS的高頻信號源的頻率進行控制來實現(xiàn)對集成運放的帶寬參數(shù)的測試和顯示。而且具有自動量程轉(zhuǎn)換、自動測量功能和良好的人機交互性。</p><p>　　關(guān)鍵詞：單

3、片機 C語言 DDS LCD 人機交互界面</p><p>　　The Instrument for testing the Parameters of Integrated Operation Amplifier</p><p>　　——program design</p><p>　　Abstract：This system is designed based

4、on C51 microcontroller to measure the close loop parameters of the operation amplifier. The system conclude five modules: LCD (liquid crystal display) display module, keyboard module, data collection module, conversion m

5、odule, and the module of generating sweep sine-wave signal with frequency range from 40 kHz to 4 MHz, using the DDS chip of AD9851. The system can measure the input offset voltage、the input offset current、the open loop A

6、C differential mode v</p><p>　　Key Words：MCU CLanguage DDS LCD interface</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前言1</b></p><p>　　一、系統(tǒng)原理框圖1</p

7、><p>　　二、硬件單元電路設(shè)計與實現(xiàn)2</p><p>　?。ㄒ唬?、、、四個參數(shù)的測試電路2</p><p>　?。ǘ﹩挝辉鲆鎺挏y量電路3</p><p>　?。ㄈy試的信號源3</p><p>　?。ㄋ模┓宸逯禉z測電路的設(shè)計4</p><p>　?。ㄎ澹〢/D采樣電路

8、4</p><p>　　（六）掃頻信號源4</p><p>　?。ㄆ撸╂I盤接口電路5</p><p>　　（八）顯示接口電路5</p><p><b>　　三、軟件設(shè)計6</b></p><p>　?。ㄒ唬┸浖δ茉O(shè)計6</p><p>　?。ǘ┫到y(tǒng)

9、軟件框圖和程序流程圖6</p><p>　?。ㄈ┸浖K設(shè)計7</p><p><b>　　四、系統(tǒng)測試19</b></p><p>　　（一）程序調(diào)試方法19</p><p>　?。ǘ┸浖{(diào)試19</p><p>　?。ㄈ┞?lián)機調(diào)試20</p><p>

10、<b>　　五、結(jié)束語20</b></p><p><b>　　六、感謝詞20</b></p><p><b>　　參考文獻20</b></p><p><b>　　附錄一21</b></p><p><b>　　附錄二22</b

11、></p><p><b>　　附錄三36</b></p><p>　?。ㄒ唬㏕LC254336</p><p>　　（二）LCD液晶顯示器36</p><p><b>　　附錄四38</b></p><p><b>　　集成運放參數(shù)測試儀</b

12、></p><p><b>　　——程序設(shè)計</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　目前國內(nèi)外市場上各種型號的集成運放參數(shù)測試儀已經(jīng)相當多，而且普遍性都采用“輔助放大器的測量方法”，使測試儀的整個系統(tǒng)具有穩(wěn)定性好，精確度高，范圍大的特點，而且測試儀測試參數(shù)一般包括：正向最大輸出電壓+，

13、負向最大輸出電壓-，正向最大共模輸出電壓+，負向最大共模輸出電壓-，正轉(zhuǎn)換速率+ ，負轉(zhuǎn)換速率-，靜態(tài)工作電流，輸入失調(diào)電壓，共模抑制比，開環(huán)增益帶寬乘積BW，輸入失調(diào)電流，開環(huán)電壓增益，基極偏置電流等15項。</p><p>　　但這種測試儀有一種共同的特點電路系統(tǒng)復雜，成本高，因此在某些應用領(lǐng)域中不能普遍使用。在此我們根據(jù)GB3442—86《半導體集成電路運算電壓放大器測試方法的基本原理》規(guī)定的測試方法來設(shè)計

14、，主要測試參數(shù)包括：輸入失調(diào)電壓，共模抑制比，開環(huán)增益寬帶乘積BW，輸入失調(diào)電流，開環(huán)電壓增益等5個，而且用MSC51系列單片機作為中央處理器，這樣大大降低了成本，并且具有顯示功能，使用方便，體積小，適合搬移，系統(tǒng)穩(wěn)定。</p><p>　　在軟件方面，匯編語言是能直接控制單片機的底層語言,而且在控制硬件和位操作等方面表現(xiàn)很優(yōu)異，程序運行時效率也很高，但當用匯編語言來編制復雜的數(shù)學運算類型的程序時就顯得有些不方便

15、。而使用C51高級語言開發(fā)MSC51系列單片機比匯編語言優(yōu)越地多，如程序編寫直觀易懂、便于移植、便于修改和維護、便于進行模塊化程序設(shè)計、提高計算精度等。雖然高級語言在產(chǎn)生代碼方面會比較長些，而且運行速度相對來說會慢些但對于當今作為開發(fā)的計算機軟件來說優(yōu)化程序的編譯已經(jīng)不是問題。在次我們結(jié)合了該設(shè)計自身的特點和需要，綜合分析了以上的優(yōu)、缺點最后決定采用C語言來編程，實現(xiàn)這個課題的功能，從而也提高其使用性。該成品可方便用于小型實驗或個人實驗

16、室等場合。</p><p><b>　　系統(tǒng)原理框圖</b></p><p>　　該系統(tǒng)包括軟件和硬件兩個方面，程序被下載到單片機中，自動進行一系列測試工作，而且可以通過良好的人機界面對其進行選擇、控制。其整體系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。</p><p><b>　　圖1 系統(tǒng)原理框圖</b></p><p

17、>　　硬件單元電路設(shè)計與實現(xiàn)</p><p>　　、、、四個參數(shù)的測試電路</p><p>　　按照GB3442—86《半導體集成電路運算(電壓)放大器測試方法的基本原理》規(guī)定的輔助直流測試法，可實現(xiàn)運算放大器直流參數(shù)的準確測量。該方案的測試原理如圖2所示。</p><p>　　圖2 GB3442—86規(guī)定的運算放大器直流參數(shù)測試方法</p>

18、<p>　　它是國標推薦的測試方法也是目前國際普遍采用的一種測試方法，具有穩(wěn)定性好、精度高、范圍大等特點，可測量各種集成運算放大器的輸入失調(diào)電壓、失調(diào)電流、共模抑制比、差模開環(huán)增益等參數(shù)，測試方便，測量輸出的電壓范圍合適。而輔助運放對系統(tǒng)增益的穩(wěn)定性有很關(guān)鍵的作用，雖然也會引起自激，但可以通過一定的方法來抑制。</p><p>　　測試這四個參數(shù)的電路可以集成在兩個電路里。首先可以將測試、這兩個參數(shù)的電

19、路通過繼電器做成一個電路系統(tǒng)，如圖3所示。電容Cu是補償分布電容，用來抑制自激的發(fā)生，而Cu的值是通過實驗獲得的：先將數(shù)百皮法的瓷片電容接入電路選定位置，觀察自激信號的變化，直到取得使自激信號最小的電容值為止。然后將測試、這兩個參數(shù)的電路也集成一個電路系統(tǒng)，如圖4所示。這樣通過兩個核心測量電路就可以完成所有參數(shù)測試，同時通過對繼電器的控制實現(xiàn)了測量的自動化，而且大大簡化了電路。</p><p>　　圖3 輸入失調(diào)

20、電壓和輸入失調(diào)電流測試電路</p><p>　　圖4 電壓增益和共模抑制比測試電路</p><p>　　其測試電路和過程如下：</p><p>　　當繼電器1、4分別腳接向3、6腳時，測得輔助運放的輸出電壓記為VL0 ，則有：</p><p>　　當繼電器1、4分別腳接向2、5腳時，測得輔助運放的輸出電壓記為VL1，則有：</p>

21、;<p>　　③、當把信號源輸出（電壓為VS）接到繼電器的第1腳時，測得輔助運放輸出電壓為VL0，則有</p><p>　　④、當把信號源輸出（電壓為VS）接到繼電器的第4腳時，測得輔助運放輸出電壓為VL0，則有</p><p>　　通過上述方法就可測得所要測試的四個參數(shù)。</p><p>　　單位增益帶寬測量電路</p><p&g

22、t;　　單位增益帶寬測量電路為一個反向比例放大器，從P1.3口輸入正弦信號的幅值，改變信號頻率，當P1.3口的輸入電壓幅值下降到3dB時的頻率即為單位增益帶寬。</p><p><b>　　測試的信號源</b></p><p>　　用文氏電橋電路實現(xiàn)產(chǎn)生4V、5Hz的正弦波。它是由RC振蕩電路構(gòu)成的低頻正弦信號發(fā)生器。通過調(diào)節(jié)電路中的電阻和電容值的大小，可以產(chǎn)生不同頻

23、率和幅度的正弦信號，而且信號比較純。該電路簡單、信號幅度穩(wěn)定，其穩(wěn)定度優(yōu)于1%。經(jīng)過仿真后發(fā)現(xiàn)該電路只能產(chǎn)生400KHz以內(nèi)的信號，但這個頻率范圍已經(jīng)滿足我們的要求。</p><p>　　峰峰值檢測電路的設(shè)計</p><p><b>　　圖5 峰值檢波圖</b></p><p>　　該電路主要由一個二極管和兩個電容組成，用于檢測掃頻信號源的峰值

24、。實際測量表明，該峰值檢測電路在40kHz～4MHz具有很好的線性度。該電路如圖5所示。</p><p><b>　　A/D采樣電路</b></p><p>　　為保證測量精度，該部分電路采用12位串行口——TLC2543。電路如圖6所示。</p><p>　　圖6 A/D采樣電路圖</p><p><b>　

25、　掃頻信號源</b></p><p>　　采用直接數(shù)字頻率合成芯片（AD9851）來產(chǎn)生掃頻信號。它的頻率穩(wěn)定度完全由有源晶振的頻率穩(wěn)定度決定，具有較高的頻率輸出范圍，而且可以直接由單片機的輸出來控制頻率的大小。經(jīng)過輸出掃頻測試，DDS芯片可以在10秒內(nèi)連續(xù)、穩(wěn)定輸出頻率在40kHz－4MHz范圍內(nèi)連續(xù)變化的正弦波。其電路原理圖如圖7所示。</p><p>　　AD9851采用

26、并行送控制字的方式將頻率控制字送入芯片。頻率控制字FSW與最終合成的信號頻率之間的轉(zhuǎn)換公式為： </p><p>　　若系統(tǒng)時鐘頻率為30MHz，則最大分辨率=30×106／232Hz=0.007Hz。遠超出本題1kHz分辯力的要求。</p><p><b>　　圖7 掃頻信號源圖</b></p><p><

27、b>　　鍵盤接口電路</b></p><p>　　鍵盤的接收部分電路如圖8所示：</p><p>　　圖8 鍵盤接收電路圖</p><p>　　當有按鍵時就觸發(fā)外中斷0，再通過控制片選端(KEY_CS)來讀取當前按鍵的鍵值，這個信號是由74LS138實現(xiàn)的，其地址為C000H；鍵值的編輯則是采用一塊PLD芯片—GAL22V100和一個雙向選通芯片7

28、4LS245來實現(xiàn)；數(shù)據(jù)的讀入和其他的數(shù)據(jù)一樣都是通過總線的方式，（74ALS245的輸出端B0到B7與單片機的P0口相連接）。鍵值的四位由低到高分別對應P0.0、P0.1、P0.2、P0.3。該鍵盤中各鍵的功能分配如下：</p><p>　　KEY0：屏幕復位，鍵值為0；</p><p>　　KEY1：進入?yún)?shù)測試界面，鍵值為1；</p><p>　　KEY2：進

29、入幅頻特性測試界面，鍵值為2。</p><p><b>　　顯示接口電路</b></p><p>　　采用MSC-G12864液晶顯示器。該液晶顯示器的管腳分配和管腳功能使用如表1所示，根據(jù)資料我們在硬件設(shè)計時將其管腳與單片機的連接如下：</p><p>　　控制線：P2.3連CS2,P2.2連CS1,P2.1連R/W,P2.0連R/S，P2.

30、4連E;</p><p>　　數(shù)據(jù)線：D0~D7分別與P0.0~P0.7相連接；</p><p>　　因此液晶顯示器和單片機的接口電路連接如圖9所示。</p><p>　　表1 液晶顯示器管腳分配</p><p><b>　　圖9顯示接口電路圖</b></p>

31、;<p><b>　　軟件設(shè)計</b></p><p><b>　　軟件功能設(shè)計</b></p><p>　　軟件系統(tǒng)以界面直觀、利于操作、便于維護和升級為基礎(chǔ)。而且為了增強系統(tǒng)的抗干擾性，還增加了軟件陷阱處理，防止軟件的“跑飛”。</p><p>　　對于軟件功能的設(shè)計不僅僅是對程序的簡單設(shè)計，還包括對各電

32、路間接口的設(shè)計，接口設(shè)計描述的是軟件如何與外界系統(tǒng)進行通信，軟件內(nèi)部如何通信、以及軟件和軟件的使用人員之間如何通信等問題。一個接口意味著一個信息流（例如，數(shù)據(jù)或控制流等），因此，在這里的一個重點就是要實現(xiàn)如何更好的分配數(shù)據(jù)和控制流，從而實現(xiàn)整個功能。</p><p>　　系統(tǒng)軟件框圖和程序流程圖</p><p>　　AT89C52是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS 8 位單片

33、機，片內(nèi)含8K bytes 的Flash ROM和256 bytes的SRAM。器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，與標準MCS-51指令系統(tǒng)及8052產(chǎn)品引腳兼容。本系統(tǒng)以單片機AT89C52為主控核心，系統(tǒng)軟件和硬件的接口框圖如圖10所示，程序流程圖如圖11所示。與單片機相連的接口電路還包括鍵盤接口電路，LCD接口電路，轉(zhuǎn)換模塊接口電路。</p><p>　　圖10系統(tǒng)軟件和硬件的接口框圖&

34、lt;/p><p><b>　　圖11程序流程圖</b></p><p><b>　　軟件模塊設(shè)計</b></p><p>　　軟件設(shè)計工作是建立在自頂而下和模塊化的設(shè)計方法之上的。這就是說，軟件應在邏輯上分割為實現(xiàn)特定功能部分的子程序，既程序編寫的模塊化，這樣無論在設(shè)計、編碼、還是以后的維護上都提供了很大的方便。在此我們根據(jù)

35、接口電路的需要可以把該程序分為六個模塊：主程序模塊、顯示模塊、鍵盤模塊、高頻輸出模塊、轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)處理模塊。雖然每個模塊之間都是利用數(shù)據(jù)的傳送將他們聯(lián)系起來，但在功能的實現(xiàn)上都是獨立的。</p><p><b>　?、?主程序模塊</b></p><p>　　該模塊主要包括main()函數(shù)。</p><p>　　在將程序進行模塊化時當然還要將

36、各個子程序聯(lián)系起來，在主程序里就是要實現(xiàn)它們之間邏輯關(guān)系的聯(lián)系，而且基于單片機自身的特點，主程序應該是一個死循環(huán)的過程，否則程序執(zhí)行完一次程序后就會跑飛，而不能實現(xiàn)整體功能，因而使整個系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)，此時只能通過重新斷電和通電才能使系統(tǒng)重新運行，即使這樣該系統(tǒng)還是會再次進入癱瘓狀態(tài)。因此只能利用死循環(huán)來解決這個問題，這也是對單片機編程的一種常用的方法。</p><p>　　在主程序模塊中，主要實現(xiàn)的功能為：剛開

37、機時，對外圍設(shè)備進行初始化設(shè)置，然后顯示主界面，即歡迎界面；等待按鍵，通過按鍵標志來判斷是否要調(diào)用按鍵處理函數(shù)keycl()。在keycl()函數(shù)中包括對不同鍵值的判斷，并調(diào)用數(shù)據(jù)采集、分析、處理、顯示等函數(shù)。因此主函數(shù)的流程圖如圖12所示。該主函數(shù)處于一種死循環(huán)的狀態(tài)。</p><p>　　圖12 主函數(shù)流程圖</p><p>　　主函數(shù)的程序如下所示：</p><p

38、>　　/*********************************/</p><p>　　/* 主函數(shù) */</p><p>　　/********************************/</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{&

39、lt;/b></p><p>　　unsigned char k,adbuf,dabuf,rambuf;</p><p>　　idata unsigned int *para=&ramaddr;</p><p>　　ad2543(0x0C); //預先將要讀取數(shù)據(jù)的通道數(shù)送入</p><p>　　dabu

40、f=0xff;</p><p>　　P3_4=1; //改變繼電器</p><p>　　INTlcd(); /* 調(diào)初始化函數(shù) */</p><p>　　CLEAR(); /* 調(diào)清屏函數(shù) */</p><p><b>　　EA=1;&

41、lt;/b></p><p><b>　　EX0=1;</b></p><p><b>　　IT0=1;</b></p><p><b>　　flag=0;</b></p><p>　　fw(); //復位</p><p

42、>　　while(1) //使程序處于死循環(huán)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(flag==1) //當有按鍵按下時</p><p>　　keycl(); //調(diào)用鍵盤處理函數(shù)包括對數(shù)據(jù)采集、分析、計算</p><

43、;p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　其中INTlcd()函數(shù)，CLEAR()函數(shù)和fw()函數(shù)將在附錄一里給出。</p><p><b>　?、?顯示模塊</b></p><p>　　顯示模塊主要是負責跟液晶顯示器接口

44、的程序模塊，包括液晶的驅(qū)動程序和結(jié)果顯示程序。該模塊主要是由xianshi()函數(shù)組成，它的功能是將處理結(jié)果數(shù)據(jù)顯示在LCD上。流程圖如圖13所示。其中調(diào)用了寫中文函數(shù)whz()，寫西文函數(shù)wcode()。流程圖如圖14所示，以及兩個判忙函數(shù)BUSYM()，BUSYR()，兩個寫指令函數(shù)PR1()，PR4()，兩個寫數(shù)據(jù)函數(shù)PR2()，PR5()，該模塊在設(shè)計時主要考慮單片機和液晶之間的管腳連接，以及液晶自身的地址分配。在此我們參考了液

45、晶顯示器的使用手冊，分析了在硬件上單片機的管腳分配情況，因此單片機和液晶的接口電路如圖9。其地址控制說明如圖15所示，接口管腳電平說明如表2所示。</p><p>　　圖13 顯示模塊流程圖 圖14寫中、西文函數(shù)流程圖</p><p>　　圖15地址控制說明圖</p><p>　　表2： LC

46、D管腳電平說明表</p><p>　　由液晶顯示器的資料可知LCD是由兩片KS0108B組成，且在液晶顯示器上片選CS1,CS2都是高電平有效，E腳：芯片使能端，是高電平或下降沿到來時有效，即只有當它為高電平或下降沿來時才能進行讀、寫入數(shù)據(jù)或者寫指令操作，當該管腳為低電平時為忙狀態(tài)，因此結(jié)合硬件電路的設(shè)計可得到液晶顯示器的地址分配為：</p><p>　　#define cwadd2 X

47、BYTE[0xb400] /*第二片寫狀態(tài)地址*/</p><p>　　#define cradd2 XBYTE[0xf600] /*第二片讀狀態(tài)地址*/</p><p>　　#define dwadd2 XBYTE[0xb500] /*第二片寫數(shù)據(jù)地址*/</p><p>　　#define cwadd1 XBYTE[0xb800]

48、/*第一片寫狀態(tài)地址*/</p><p>　　#define cradd1 XBYTE[0xfa00] /*第一片讀狀態(tài)地址*/</p><p>　　#define dwadd1 XBYTE[0xb900] /*第一片寫數(shù)據(jù)地址*/</p><p>　　#define display_on 0x3f; //開顯示</p>

49、<p>　　#define display_off 0x3e; //關(guān)顯示</p><p>　　#define para1 0x40; /*設(shè)置列地址*/</p><p>　　#define start_line0 0x0c0; /*開始顯示行為第0行*/</p><p>　　#define page

50、 0xb8 //設(shè)置頁地址</p><p>　　在顯示數(shù)據(jù)之前一定要進行對液晶進行判忙工作，只有當液晶處于空閑狀態(tài)才能對液晶進行寫入操作，因此在開始對液晶進行寫入指令和數(shù)據(jù)之前要先調(diào)用兩個判忙函數(shù)，一個是BUSYM()即對左片判忙，還有一個是BUSYR()即對右片進行判忙。而且只有當液晶是處于空閑和開狀態(tài)的時候，才能進行下一個操作，否則將在此進入死循環(huán)中。</p><

51、;p>　　其中寫指令函數(shù)PR1()，PR4()，主要功能是設(shè)置液晶顯示器的地址；寫數(shù)據(jù)函數(shù)PR2()，PR5()是在地址設(shè)置后將要顯示的數(shù)據(jù)寫入到液晶顯示器中；寫中文函數(shù)whz()是顯示中文字符，寫西文函數(shù)wcode()是顯示西文字符。以下給出了xianshi()函數(shù)具體程序，其它的程序在附錄里給出，這里就不一一詳述。</p><p>　　/*********************************

52、*****/</p><p>　　/* 顯示結(jié)果 */</p><p>　　/**************************************/</p><p>　　void xianshi(void)</p><p><b>　　{float k;</b>

53、</p><p><b>　　int j;</b></p><p>　　unsigned char i,last,hang,lie;</p><p>　　for(i=64;i<=100;i+=6)</p><p>　　wcode(i,4,47);</p><p><b>　　j=4

54、;</b></p><p>　　//求出每一位數(shù)，便于在LCD上顯示</p><p>　　for(i=0;i<5;i++)</p><p>　　{average[i]=(int)(average[i]*1000); //擴大1000倍，所以要顯示的數(shù)據(jù)有4位小數(shù)</p><p>　　average[i]=ave

55、rage[i]/10;</p><p>　　for(j=6;j>0;j--) //要顯示的數(shù)據(jù)共5位從最后一位開始顯示</p><p><b>　　{</b></p><p>　　k=average[i]-(int)average[i]; //獲得最后一位小數(shù)</p&g

56、t;<p>　　if (k<0.000000)</p><p>　　k=0.000000;</p><p>　　average[i]=(int)average[i];</p><p>　　last=k*10; // 將獲得的最后一個小數(shù)轉(zhuǎn)換為整數(shù)，便于顯示</p><p>　　l

57、ie=64+j*7; //要顯示的數(shù)據(jù)的行、列</p><p><b>　　hang=7-i;</b></p><p>　　if (j==5) //要顯示的數(shù)據(jù)共5位，有四位小數(shù)</p><p>　　{wcode(lie,hang,46);

58、 //顯示小數(shù)點</p><p>　　lie=lie+5;</p><p><b>　　j--; }</b></p><p>　　wcode(lie,hang,last);</p><p>　　average[i]=average[i]/10; //求出下位數(shù)據(jù)</p><p>&l

59、t;b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　?、?鍵盤模塊</b></p><p>　　該模塊主要包括中斷函數(shù)int1() interrupt 0和keycl()函數(shù)。 &l

60、t;/p><p>　　為了使該系統(tǒng)更具人性化，在硬件上加入了三個按鍵，相應地在軟件上也離不開這個模塊。這三個按鍵分別用來在：初始界面，參數(shù)測試界面和增加功能的帶寬測試界面之間轉(zhuǎn)換。當有鍵按下，就會產(chǎn)生一個下降沿脈沖從而觸發(fā)中斷的發(fā)生。在中斷函數(shù)中調(diào)用一個延時程序?qū)崿F(xiàn)消抖，如果確定有按鍵按下則將中斷標志變量置1，即flag=1；在主程序中，通過對這個標志變量的查詢，來決定是否調(diào)用函數(shù)keycl()。在該函數(shù)中具體實現(xiàn)不

61、同按鍵要顯示的對應界面，并進行不同的操作。如果當前按下第一個鍵，則調(diào)用復位函數(shù)fw()，返回到初始的歡迎界面，顯示“歡迎使用”這四個字；如果按下的是第二個鍵，在液晶的頂部中間顯示要測試的四個參數(shù) 、、、然后調(diào)用參數(shù)測試函數(shù)ad2543()讀取不同通道的數(shù)據(jù)，并通過對繼電器的控制來讀入相同通道中不同參數(shù)所需要的電壓值，然后調(diào)用sort()函數(shù)去掉采集的數(shù)據(jù)中的一個最大值和一個最小值,并將獲得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為真實的電壓值，調(diào)用函數(shù)jisuan(

62、)將數(shù)據(jù)進行平均后再計算參數(shù)結(jié)果，最后調(diào)用函數(shù)xianshi()將處理完的結(jié)果顯示出來；如果按下的是第三個鍵，則顯示頻帶寬度界面，并調(diào)用函數(shù)highsource(</p><p>　　圖16 鍵盤模塊程序流程</p><p>　　/*************************************/</p><p>　　/* 鍵盤中斷

63、 */</p><p>　　/*************************************/</p><p>　　void int1() interrupt 0 </p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(100);&l

64、t;/p><p>　　if (P3^2==0) //消抖</p><p>　　keyv=keyaddr;</p><p><b>　　flag=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/****

65、**********************************/</p><p>　　/* 按鍵處理函數(shù) */</p><p>　　/**************************************/</p><p>　　void keycl(void)</p><p><b

66、>　　{</b></p><p>　　unsigned char i,j,k;</p><p>　　flag=0; //清除按鍵標志</p><p>　　if (keyv==0) //當按下第一個鍵時</p><p>　　fw(

67、); //顯示主界面即復位</p><p>　　else if(keyv==1) //當按下第二個鍵時</p><p>　　{zdcs(); //調(diào)用顯示參數(shù)測試界面</p><p>　　k=0x0c;

68、//選擇通道0</p><p>　　for(i=0;i<5;i++) //需要5個數(shù)據(jù)</p><p>　　{ //采集數(shù)據(jù)時要采集8組</p><p>　　for(j=0;j<8;j++)</p><p><b>　　{</b></

69、p><p>　　ad0[i][j]=ad2543(k);</p><p>　　delay(0x30); //在每次采集之間調(diào)用延時程序</p><p><b>　　}</b></p><p>　　delay(0x60); //在要選部通道之間延時</p><p>　　//

70、通過改變繼電器獲得所需的不同電壓</p><p>　　if(i==0) //獲得 vlO 當i=0時</p><p>　　jdq0=1; //當i=1時閉合開關(guān)獲得vli</p><p>　　if (i==1) </p><p>　　{ //輸入時信號源當i=2時換通道獲得vlo 用來

71、計算avd</p><p><b>　　jdq0=0;</b></p><p><b>　　jdq1=0;</b></p><p><b>　　k=k+0x10;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　

72、if (i==2) //i==3時獲得vlo 是用來計算dcmr</p><p><b>　　jdq1=1;</b></p><p>　　if (i==3) //更換通道 獲得信號源電壓</p><p><b>　　{</b></p><p><

73、b>　　jdq1=0;</b></p><p>　　k=k+0x10; //通道數(shù)加1</p><p>　　//因為輸入通道數(shù)時只有前面的四位數(shù)有效</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>

74、;　　sort(); //去掉一個最大值和一個最小值,并轉(zhuǎn)換為真實的電壓值</p><p>　　jisuan(); //將數(shù)據(jù)進行平均，后再進行計算參數(shù)結(jié)果</p><p>　　xianshi();} //顯示獲得的結(jié)果</p><p>　　else if(keyv==2)

75、</p><p>　　highsource(); //輸出高頻信號，頻率的分辨率為1KHz</p><p>　　flag=0; //清除按鍵標志</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　} </b><

76、;/p><p><b>　　其中</b></p><p>　　jdq0，jdq1：繼電器通斷標志變量；</p><p>　　falg：按鍵標志變量，有鍵按下則為1，否則為0；</p><p>　　keyv：存放不同按鍵的鍵值；</p><p>　　ad0[i][j]：存放來自通道的電壓信號的數(shù)據(jù)，id

77、ata unsigned int ad0[5][8]存放參數(shù)測試所需要的5組數(shù)據(jù)，又把每個所需要的數(shù)據(jù)采集的8次，因此每組數(shù)據(jù)中包括8個數(shù)據(jù)，這樣真正采集的數(shù)據(jù)應該是40個。</p><p><b>　?、?高頻輸出模塊</b></p><p>　　void highsource()函數(shù)是控制DDS產(chǎn)生正弦波的，產(chǎn)生的正弦波的分辨率為1KHz。以下是AD9851的部分

78、管腳功能說明：</p><p>　　4–1,28—25（D0—D7）：是8位的數(shù)據(jù)輸入口，其中D0（4腳）是低位，D7（25腳）是高位；</p><p>　　5（PGND）：接地端；</p><p>　　6（PVCC）：電源端；</p><p>　　這兩個管腳都是當頻率取輸入數(shù)據(jù)的六倍時用的；</p><p>　　7（

79、W_CLK）：數(shù)字載入端，上升沿有效，由單片機控制，與P1.5相連； </p><p>　　8（FQ_UD)：頻率刷新端，上升沿有效，由單片機控制，與P1.6相連；</p><p>　　9（REF_CLK）：系統(tǒng)時鐘，是外部輸入，直接用10M晶振產(chǎn)生；</p><p>　　10、19(AGND)：模擬信號接地端；</p><p>　　11、1

80、8（AVDD）：模擬信號電源端；</p><p>　　21（IOUT）：輸出口，產(chǎn)生的信號源輸出口，必須接負載后再接入示波器；</p><p>　　22（RESET）：復位端，高電平時復位，當該管腳是低電平時處于正常工作，該管腳由單片機控制，與P1.7相連。</p><p>　　AD9851芯片具有輸入數(shù)字信號直接輸出對應頻率的正弦波的功能的芯片，有以上的管腳說明可

81、知，數(shù)據(jù)輸入端只有8個口即D0—D7，但AD9851允許輸入的數(shù)據(jù)范圍為40位，因此在程序中要用串并合用的方法，每次送入8位數(shù)據(jù)，并送W_CLK端一個脈沖，使芯片接受送入的數(shù)據(jù)，共送5次，先送入的為高電位，送完后將FQ_UD信號置1，使送入得數(shù)據(jù)有效，產(chǎn)生所需要頻率的正弦波。該模塊的程序流程如圖17所示。highsource()函數(shù)如下所示：</p><p>　　/************************

82、***********************/</p><p>　　/* 產(chǎn)生高頻信號 */</p><p>　　/***********************************************/</p><p>　　void highsource()</p><p&

83、gt;<b>　　{</b></p><p>　　unsigned char i, j;</p><p>　　idata unsigned long step;</p><p>　　idata unsigned long addr=0x22222222; //頻率的最大值約為4M</p><p>　　idata un

84、signed char zanc[5]={0x00,0x22,0x22,0x22,0x22};</p><p>　　unsigned char *p=&dacs; //高頻信號源地址</p><p>　　unsigned char *p1=&addr;</p><p>　　unsigned int k;</p>

85、<p>　　step=0x01000000; //頻率變化的步進值</p><p><b>　　fq_up=0;</b></p><p><b>　　w_clk=0;</b></p><p><b>　　reset=1;</b></p>

86、<p>　　j++; //延時作用</p><p><b>　　j++;</b></p><p><b>　　reset=0;</b></p><p>　　for(k=1;k<0x0f78;k++) //產(chǎn)生信號源，由

87、于指針之間不能直接付值所以用</p><p>　　//zanc變量作為它的中間變量</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　p=&dacs;</b></p><p><b>　　p1=&addr;</b></p><

88、;p>　　for(i=1;i<5;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　zanc[i]=*p1;</p><p><b>　　p1++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　fo

89、r(i=0;i<5;i++)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　*p=zanc[i];</p><p>　　w_clk=1; //送頻率控制字，先高位，后低位</p><p><b>　　j++;</b></p><

90、p><b>　　j++;</b></p><p><b>　　w_clk=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　fq_up=1; //產(chǎn)生一個上升沿</p><p><b>　　j+

91、+;</b></p><p><b>　　fq_up=0;</b></p><p>　　delay(100);</p><p>　　if (addr<step) </p><p>　　step=0x10000;</p><p>　　addr-=step;

92、 //改變頻率值</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　圖17 高頻輸出模塊圖</p><p><b>　?、?轉(zhuǎn)換模塊</b></p><p>　　該模塊主要包括ad2543

93、()函數(shù)，主要實現(xiàn)采集通道中的數(shù)據(jù)，并將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。</p><p>　　從測試板輸出的信號仍然是模擬信號，而單片機只能對數(shù)字信號進行處理，因此對于單片機而言是不可能識別模擬信號的大小，只能判斷有無電壓的輸入，所以測試板中的信號通過峰峰值檢測后必須經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換才能和單片機相連，被程序讀入并做相應的處理。</p><p>　　轉(zhuǎn)換模塊的程序主要是負責讀取來自TLC2543的數(shù)據(jù)

94、，該芯片有11路模擬信號輸入通道（AN0~AN10）,兩個參考電壓輸入端（REF+,REF-）和5個控制管腳。其接口電路如圖6所示。它們的功能分別為：</p><p>　　AN0~AN10：11路模擬輸入通道</p><p>　　REF+：正參考電壓，輸入端</p><p>　　REF-：負參考電壓，輸入端，一般直接接地</p><p>　　

95、IOCLK：輸入輸出脈沖，當讀輸出數(shù)據(jù)時下降沿有效，當輸入地址時，上升沿有效，輸入端</p><p>　　DATA INPUT：地址選擇端，輸入當前要轉(zhuǎn)換的模擬信號的通道號，四位串行輸入，輸入端</p><p>　　DATA OUT：12位數(shù)字串行信號輸出口，輸出端

96、 </p><p>　　EOC：輸出結(jié)束標志，轉(zhuǎn)換結(jié)束后自動置1，輸出端</p><p>　　CS：片選信號，低電平有效，輸入口</p><p>　　圖18 轉(zhuǎn)換模塊的程序流程圖</p><p>　　轉(zhuǎn)換模塊的程序流程如圖18所示，其工作原理為：轉(zhuǎn)換輸出電平的量程大小為正負參考電壓之

97、差，輸入模擬信號的電壓范圍即為正負參考電壓的大小，一般REF+大小要小于或等于V+；當要開始A/D轉(zhuǎn)換時，先使該芯片有效，即使/CS信號端為低電平，連續(xù)輸入四個IOCLK，在IOCLK的上升沿處在DATA INPUT端口輸入要轉(zhuǎn)換的通道地址，高位在前，低位在后，通道地址的范圍為0到10，并且在IOCLK的第四個脈沖的下降沿到來時，讀入選擇的通道中的模擬信號并開始轉(zhuǎn)換；調(diào)用延時函數(shù)作為其轉(zhuǎn)換時間，然后單片機要給A/D芯片的IOCLK端口連

98、續(xù)16個脈沖，在每個脈沖的下降沿到來時讀取A/D中的一位數(shù)據(jù)，先讀入的數(shù)據(jù)為高位，在程序中利用左移功能，將前12位數(shù)據(jù)保存在變量ad中，后4位數(shù)據(jù)為無效數(shù)據(jù)舍去，然后返回到上級函數(shù)。其實在該函數(shù)中采用送通道數(shù)和讀數(shù)據(jù)在同一個時刻進行，事實上讀的數(shù)據(jù)是上次送的通道數(shù)的結(jié)果。因此在主函數(shù)中預先調(diào)用一次ad2543()函數(shù)作為預先送通道數(shù)的操作。ad2543()函數(shù)如下所示：</p><p>　　/*********

99、******************************/</p><p>　　/* 讀取ad2543中的數(shù)據(jù) */</p><p>　　/***************************************/</p><p>　　unsigned int ad2543(unsigned char tin) //

100、tin是通道數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned int ad;</p><p>　　unsigned char i,j;</p><p><b>　　cs=1;</b></p><p>　　for(i=0;i<10;i++)

101、</p><p><b>　　{;}</b></p><p><b>　　cs=0;</b></p><p><b>　　cjn=tin;</b></p><p>　　for(i=0;i<8;i++)</p><p>　　{

102、 //通過循環(huán)將獲得的數(shù)據(jù)保存在cjn中</p><p><b>　　cj=dout;</b></p><p><b>　　din=cj7;</b></p><p>　　cjn=cjn<<1;</p><p><b>　　cj0=cj;</b

103、></p><p><b>　　sclk=1;</b></p><p>　　j++; //脈沖高電平保持時間</p><p><b>　　sclk=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><

104、p>　　ad=cjn*16; //先讀出來的是高8位</p><p>　　cjn=tin; //還是原來的通道</p><p>　　for(i=0;i<8;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　c

105、j=dout;</b></p><p><b>　　din=cj7;</b></p><p>　　cjn=cjn<<1;</p><p><b>　　cj0=cj;</b></p><p><b>　　sclk=1;</b></p><

106、;p><b>　　j++ ;</b></p><p><b>　　sclk=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　ad=ad+cjn/16; //只需要后讀入數(shù)據(jù)中低4位</p><p>　　cs=1;

107、 //片選無效</p><p>　　return(ad);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　⒍ 數(shù)據(jù)處理模塊</b></p><p>　　該模塊主要包括sort()函數(shù)和jisuan()函數(shù)。</p><p>　　其中so

108、rt()函數(shù)主要是將獲得的5組40個數(shù)據(jù)中每組的最大值和最小值去掉，并轉(zhuǎn)換為真實的電壓值，范圍為電壓為0～5V。jisuan()函數(shù)是將去掉最大值和最小值后每組數(shù)據(jù)進行平均，然后再參考公式進行計算，求出參數(shù)值。其函數(shù)如下所示：（其中ad0[i][j]是在ad2543()中獲得的數(shù)據(jù)）</p><p>　　/*********************************/</p><p>

109、;　　/* 排序 */</p><p>　　/*********************************/</p><p>　　void sort(void) //排序</p><p>　　{ unsigned char i,j;</p><p>　　unsigned i

110、nt temp;</p><p>　　float sum;</p><p>　　//比出最大值 放在最后一位</p><p>　　for (i=0;i<5;i++)</p><p>　　for(j=0;j<7;j++)</p><p>　　if (ad0[i][j]>ad0[i][j+1])</

111、p><p>　　{ temp=ad0[i][j];</p><p>　　ad0[i][j]=ad0[i][j+1];</p><p>　　ad0[i][j+1]=temp;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//比出最小值 放在倒數(shù)第二位</p><p&

112、gt;　　for (i=0;i<5;i++)</p><p>　　for(j=0;j<6;j++)</p><p>　　if (ad0[i][j]<ad0[i][j+1])</p><p>　　{ temp=ad0[i][j];</p><p>　　ad0[i][j]=ad0[i][j+1];</p><

113、p>　　ad0[i][j+1]=temp;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//求和時只求出前6位 去掉一個最大值去掉一個最小值</p><p>　　for (i=0;i<5;i++)</p><p>　　{ sum=ad0[i][0];</p><

114、p>　　for(j=1;j<6;j++)</p><p>　　sum=sum+ad0[i][j];</p><p>　　average[i]=sum/6;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//假設(shè)放大倍數(shù)為1</p><p>　　for(i=0;i<5

115、;i++)</p><p>　　average[i]=average[i]*5/4096 ;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/***************************************/</p><p>　　/** 計算結(jié)果 */<

116、;/p><p>　　/***************************************/</p><p>　　void jisuan(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　float temp;</p><p>　　average[0]=average[

117、0]/21; //vio</p><p>　　average[1]=average[1]/21-average[0]; //Iio</p><p>　　temp=average[2]; //avd</p><p>　　temp=average[4]/temp/21;</p><p

118、>　　temp=20*log10(temp);</p><p>　　average[2]=temp;</p><p>　　temp=average[4]/average[3]; </p><p>　　temp=temp/21; //kcmr</p><p>　　temp

119、=20*log10(temp);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　系統(tǒng)測試</b></p><p>　　當我們調(diào)試用I/O方式在液晶上顯示數(shù)據(jù)時，不小心燒壞了LCD。最后在硬件上只能用LED來代替LCD，軟件上也重新編寫了LED顯示程序和其他相關(guān)程序，經(jīng)過調(diào)試，能正確顯示結(jié)果。顯示數(shù)據(jù)結(jié)

120、果時每次顯示一個參數(shù)結(jié)果，通過按鍵顯示下一個參數(shù)結(jié)果。以I/O方式顯示的程序在附錄四中給出。</p><p><b>　?。ㄒ唬┏绦蛘{(diào)試方法</b></p><p>　　1、修改語法上的錯誤：軟件仿真編譯程序，查改有錯誤的地方，直到編譯通過；</p><p>　　2、按軟件模塊的劃分，用仿真器結(jié)合硬件進行仿真各模塊程序，查找邏輯錯誤；</

121、p><p>　　3、通過單步運行和打斷點的方式調(diào)試程序，直到出現(xiàn)自己想要的結(jié)果。</p><p><b>　?。ǘ┸浖{(diào)試</b></p><p>　　測試儀器：微機電源（WD999）、仿真器（E6000/L）、數(shù)字示波器（TDS2012）、</p><p>　　萬用表（HONEYTEK A830L）</p>

122、<p>　　測試方案：將每個子程序經(jīng)過匯編后分別進行軟件模擬仿真，然后聯(lián)合硬件用仿真 器進行仿真。</p><p><b>　　調(diào)試過程和結(jié)果：</b></p><p>　　①LCD顯示的測試過程和結(jié)果：運行清屏程序，在屏幕任意位置顯示一個漢字和西文，發(fā)現(xiàn)無任何反應，參考其它的程序，發(fā)現(xiàn)所包含的頭文件與我的程序都是不同的，于是改變頭文件，結(jié)果顯示正確；然

123、后在所要的位置顯示所需要的漢字和字母，顯示程序正確；</p><p>　?、诮oTCL2543芯片的0通道輸入2V電壓，調(diào)用ad2543()函數(shù)測試獲得數(shù)據(jù)，并將獲得的數(shù)據(jù)在液晶上顯示，看得到的數(shù)據(jù)是否正確。</p><p>　?、壅{(diào)用highsource()函數(shù)將頻率控制字送入AD9851芯片，控制輸出頻率為4M的正弦波，并用示波器看輸出波形的效果，修改程序直到輸出的波形就是所要的波形。&