申倩偉

摘 要：本文設(shè)計(jì)了一個(gè)為低頻模擬電子電路設(shè)置故障的系統(tǒng)，可為電子電路設(shè)計(jì)出不同故障，供研究電子電路者觀察故障電路特征，提供查找故障的機(jī)會(huì)。通過(guò)Multisim軟件仿真并選取經(jīng)典模擬電路繪制PCB面包板，利用STC89C52單片機(jī)使二者連接，實(shí)現(xiàn)設(shè)置故障功能。

關(guān)鍵詞：電子技術(shù)電路；故障設(shè)置；單片機(jī)

中圖分類號(hào)：TM762 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）12-0016-01

1 整體框架

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，結(jié)合軟件與硬件，系統(tǒng)整體框圖如下圖1所示，完整平臺(tái)實(shí)物搭建如圖2所示。

開(kāi)發(fā)平臺(tái)結(jié)構(gòu)概述：

（1）C語(yǔ)言程序下載入單片機(jī)，通過(guò)單片機(jī)上按鍵控制P3^0、P3^1、P3^2、P3^3輸出的電平高低。并依照按鍵在數(shù)碼管上顯示故障編碼。（2）P3^0、P3^^1、P3^2、P3^3與兩個(gè)三八譯碼器（74ls238）相連，實(shí)現(xiàn)了I/O口擴(kuò)展，四位I/O口擴(kuò)展可控制16位輸出。（3）三八譯碼器連接繼電器，每個(gè)繼電器控制一種故障，并聯(lián)閉合即產(chǎn)生短路效果，串聯(lián)閉合即產(chǎn)生開(kāi)路效果，還可以并聯(lián)或串聯(lián)電阻改變電路中應(yīng)有電阻阻值。（4）經(jīng)典電子電路選用二級(jí)放大電路，如圖3，第一級(jí)選用分壓式共射放大器，第二級(jí)選用電壓跟隨放大器，用繼電器通斷分別控制第一級(jí)基極電阻Rb11斷路、集電極電阻Rc1斷路或短路，第二級(jí)集電極短路、基極電阻Rb11斷路等幾個(gè)故障，并對(duì)其故障電路參數(shù)進(jìn)行測(cè)定、分析和驗(yàn)證。

2 軟件編程設(shè)計(jì)

軟件程序編寫(xiě)主要分為4個(gè)部分：鍵盤(pán)掃描模塊、數(shù)碼管顯示模塊、繼電器控制模塊、延時(shí)程序。

鍵盤(pán)掃描模塊：現(xiàn)將P0口對(duì)的高四位全部拉高，在通過(guò)將P0口第四位分別拉低，逐行掃描鍵盤(pán)，檢測(cè)是否有鍵按下，右鍵按下則執(zhí)行相應(yīng)程序改變num值。鍵盤(pán)第一二行按鍵分別代表0-7，八個(gè)數(shù)字，第三行左一二鍵為8，9兩數(shù)字，第三個(gè)鍵為當(dāng)前數(shù)字乘以2，第四個(gè)鍵指當(dāng)前數(shù)值乘以10；第四行四個(gè)鍵從左向右依次為當(dāng)前數(shù)值加一、加五、減一、減五。

數(shù)碼管顯示模塊：在多位LED數(shù)碼管顯示器顯示時(shí)，為了簡(jiǎn)化電路，節(jié)省I/O口的耗費(fèi)，降低成本，將所有位的段選線并聯(lián)在一起，由一個(gè)8位I/O口控制。而共陰極公共端分別由相應(yīng)的I/O線控制，實(shí)現(xiàn)各位的分時(shí)選通方法。這就構(gòu)成了動(dòng)態(tài)顯示方式。段選碼、位選碼每送入一次后延時(shí)1ms，因人眼的視覺(jué)暫留時(shí)間為0.1s（100ms），所以每位顯示的間隔不能超過(guò)20ms，并保持延時(shí)一段時(shí)間，以造成視覺(jué)暫留效果，給人看上去每個(gè)數(shù)碼管總在亮。

繼電器控制模塊：通過(guò)單片機(jī)輸出高低電平控制238譯碼器輸入端電平，從而控制輸出端繼電器通斷，繼電器若與電阻并聯(lián)，繼電器通則電阻被短路，繼電器若與電阻串聯(lián)，繼電器斷開(kāi)則可實(shí)現(xiàn)短路電阻故障，如圖4。

延時(shí)程序：void delay（uint z）//延時(shí)函數(shù)

{

uint x，y；

for（x=z；x>0；x--）

for（y=110；y>0；y--）；

}

本程序執(zhí)行一次大約1ms，循環(huán)z次大約延時(shí)z×1ms

3 結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)通過(guò)按鍵設(shè)置電路故障，通過(guò)單片機(jī)程序控制，達(dá)成顯示故障編號(hào)（如圖5）和控制電路的作用，有助于研究電路者和學(xué)習(xí)者在提前知道故障所在出的情況下，分析錯(cuò)誤原因。還可以鍛煉電路研究者查找故障的能力。

參考文獻(xiàn)

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