文/胡上

1 引言

在電子產(chǎn)品樣機試制完成后，需要對一定數(shù)量的樣品做一定周期的開關(guān)機測試，目的是為了測試產(chǎn)品開關(guān)機過程中是否會出現(xiàn)死機、器件損壞等功能故障，以驗證設(shè)計的合理性，是產(chǎn)品研發(fā)測試中一個重要測試項目。由于產(chǎn)品的多樣性，每種產(chǎn)品開關(guān)機時的上電掉電時間特性不一，如果用人力操控，勢必造成資源浪費，且出錯率高。

綜上所述，該設(shè)計可實現(xiàn)如下功能：針對具體產(chǎn)品，通過各功能按鍵，完成所適用的開機時間、關(guān)機時間、開關(guān)機要求測試次數(shù)的參數(shù)設(shè)置，系統(tǒng)啟動后，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)置的參數(shù)控制繼電器的通斷，實現(xiàn)對測試產(chǎn)品電源的控制，并通過數(shù)碼管和LED燈實時顯示當前已完成的開關(guān)機次數(shù)和目前所處的狀態(tài)及剩余時間，開關(guān)機過程中還可通過暫停啟動功能按鍵對測試進行中斷，以方便臨時處理測試中發(fā)現(xiàn)的問題。

2 系統(tǒng)整體設(shè)計概述

本系統(tǒng)采用的核心控制單元為AT89C52單片機，功能按鍵有七個，分別為設(shè)置、確認、清除、功能加、功能減、方向左、方向右，實現(xiàn)開機時間、關(guān)機時間、測試次數(shù)等參數(shù)的選擇和設(shè)置，以及測試的啟動和暫停。指示燈兩個，用于指示當前系統(tǒng)所處狀態(tài)。4位一體數(shù)碼管兩個，用來分別顯示開機時間和關(guān)機時間倒計時以及開關(guān)機測試完成次數(shù)。系統(tǒng)總體設(shè)計框圖如圖1所示。

圖1：總體系統(tǒng)設(shè)計框圖

圖2：按鍵控制模塊

圖3

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計

3.1 按鍵控制模塊

根據(jù)設(shè)計規(guī)劃，功能按鍵有七個，均為輕觸按鍵，為了簡化設(shè)計，每個按鍵占用一個ΙΟ口，當按鍵按下時，會給相應的ΙΟ口輸入一個低電平信號。其中，SET為進入設(shè)置模式的選擇按鍵，CLEAR為清零當前設(shè)置值功能鍵，ΟK為確認鍵，UP/DΟWN為加減功能鍵，用來實現(xiàn)參數(shù)數(shù)值的加減，LEFT/RΙGHT為設(shè)置位置切換功能鍵，用來實現(xiàn)切換當前所設(shè)置的參數(shù)的位置。電路如圖2所示。

3.2 顯示模塊

圖4：LED顯示電路

圖5：繼電器控制電路

圖6：系統(tǒng)軟件設(shè)計流程圖

顯示模塊分為兩類，第一類是兩個LED燈顯示，紅燈用來指示當前為關(guān)機斷電狀態(tài)，綠燈用來指示當前為開機通電狀態(tài)；第二類為數(shù)碼管顯示，由于數(shù)碼管的公共引腳CΟM1～CΟM4都分配了單獨的ΙΟ口，為了節(jié)省單片機管腳資源，此處用74HC595芯片做ΙΟ口擴展，擴展出的八個ΙΟ口用來連接數(shù)碼管的A～DP八個引腳。數(shù)碼管U2左邊兩位顯示關(guān)機狀態(tài)時間倒計時，右邊兩位顯示開機狀態(tài)時間倒計時，數(shù)碼管U7顯示當前已完成的開關(guān)機測試次數(shù)。電路圖如圖3和圖4所示。

3.3 繼電器模塊

繼電器模塊是通過單片機兩個獨立ΙΟ口分別控制兩個三極管的通斷，來實現(xiàn)繼電器對電源的通斷控制。當ΙΟ口輸出低電平時，三極管導通，從而使繼電器中線圈通電，觸電接觸，所接的220V電壓導通，所測電子產(chǎn)品通電；相反，當ΙΟ口輸出高電平時，三極管截止，繼電器中線圈電流消失，觸電斷開，所接的220V電壓斷開，所測電子產(chǎn)品斷電。電路圖如圖5所示。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計

該系統(tǒng)軟件用C語言設(shè)計，其流程圖如圖6所示。

圖7：實物運行時的照片

5 系統(tǒng)測試

將編譯好的軟件下載到單片機后，對系統(tǒng)上電進行測試。實測中，通過各功能按鍵可以方便設(shè)置開機狀態(tài)維持時間和關(guān)機狀態(tài)維持時間，開啟開關(guān)機測試后，倒計時準確，數(shù)碼管顯示和LED燈顯示狀態(tài)均正常，繼電器工作切換正常。圖7為實物運行時的照片。

6 結(jié)語

論文設(shè)計的是一種基于單片機的開關(guān)機測試小板，通過實測，本設(shè)計可以滿足對不同電子產(chǎn)品開關(guān)機測試中時間的設(shè)定和開關(guān)機測試次數(shù)的統(tǒng)計，方便研發(fā)人員對新產(chǎn)品樣機做開關(guān)機測試。本設(shè)計在可靠性及裝配安全性上還有一定提升空間，如增加保護外殼、增加電源插座等，在后續(xù)設(shè)計中可做優(yōu)化更改。