基于89C52的二極管特性測(cè)試器的設(shè)計(jì)

摘要：利用單片機(jī)具有的智能程序控制的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于STC89C52單片機(jī)的“二極管特性測(cè)試器”，可對(duì)二極管一般特性進(jìn)行快速測(cè)試。通過穩(wěn)定線性電流源給二極管加載恒定電流，然后由高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器測(cè)試其壓降，以此為基礎(chǔ)可判斷二極管好壞、檢測(cè)二極管極性和測(cè)試二極管伏安特性等，避免了用萬用表測(cè)試只能測(cè)得極性而不知其特性這一缺點(diǎn)。可用于電子設(shè)計(jì)制作過程中對(duì)二極管進(jìn)行快速測(cè)試，以確定被測(cè)二極管是否滿足電路的設(shè)計(jì)要求。
關(guān)鍵詞：二極管；特性；測(cè)試器；單片機(jī)；電流源

二極管是現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)與制造行業(yè)中最常用的元器件之一，在使用前需要確定其好壞和伏安特性是否滿足設(shè)計(jì)要求，從而避免將已損壞的二極管接入電路或因二極管選用不當(dāng)而對(duì)系統(tǒng)造成影響。本裝置以MCU(Micro Controller Unit，微控制單元)為核心單元對(duì)二極管特性進(jìn)行測(cè)試，可以快速確定二極管的相關(guān)參數(shù)是否滿足設(shè)計(jì)要求，減少設(shè)計(jì)后期故障排查的工作量。本測(cè)試器可判斷二極管的好壞、判別二極管的極性以及測(cè)試二極管的伏安特性，特性測(cè)試中可設(shè)定二極管的工作電流，測(cè)量并顯示二極管的壓降，還能根據(jù)測(cè)試者需要繪制二極管的正向伏安特性曲線。硬件預(yù)留串口可與PC進(jìn)行串口通信向PC返回測(cè)試數(shù)據(jù)方便調(diào)試及數(shù)據(jù)分析。
單片機(jī)是現(xiàn)代儀器儀表，家用電器，工業(yè)儀器等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛的可編程器件之一，有著價(jià)格低廉、編程靈活、體積小、可擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。由于單片機(jī)功能的飛速發(fā)展，它的應(yīng)用范圍日益拓廣，小到玩具，大到機(jī)器人，從數(shù)據(jù)采集，過程控制．模糊控制等智能系統(tǒng)到人類的日常生活都離不開單片機(jī)。

1 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
1．1 系統(tǒng)硬件的基本組成部分
系統(tǒng)主要可以劃分為程序控制模塊、電流控制模塊、特性測(cè)試模塊和顯示模塊等4大部分，系統(tǒng)基本框圖如圖1所示。

程序控制模塊：采用STC89C52單片機(jī)為程序控制芯片，接受用戶指令，控制各硬件部分協(xié)調(diào)工作，程控模塊為核心控制模塊。
電流控制模塊：為了獲得較高的控制精度，選用12位精度的DAC(Digital-to-AnedIogue Converters，數(shù)模轉(zhuǎn)換器)TLV5613加上V／I轉(zhuǎn)換電路輸出穩(wěn)定電流值加載到測(cè)量回路，用于控制二極管的工作電流。
特性測(cè)試模塊：為了提高測(cè)量精度，采用12位精度ADC(Analogue-to-Digital Converters，模數(shù)轉(zhuǎn)換器)AD574A，AD574A是一種單片高速并行12位逐次比較型ADC，具有外接元件少，功耗低，精度高等特點(diǎn)，并且具有自動(dòng)校零和自動(dòng)極性轉(zhuǎn)換功能，因此普遍被應(yīng)用于微電腦的接口設(shè)計(jì)上，在該裝置中用于測(cè)量回路中被測(cè)二極管的電壓，對(duì)二極管的好壞判斷、極性判別和特性測(cè)試提供數(shù)據(jù)參考。人機(jī)交互：由按鍵組成，可以手動(dòng)設(shè)置二極管電流、選擇是否繪制伏安特性曲線等。預(yù)留串口：RS232串口，可通過串口向PC機(jī)返回測(cè)試數(shù)據(jù)，方便調(diào)試。顯示模塊：采用MSG—G12232液晶模塊，該模塊具有122x32的分辨率，功耗低，顯示質(zhì)量高，體積小、重量輕，具有8位數(shù)據(jù)接口可方便地與單片機(jī)連接，很適合用于顯示系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果、伏安特性曲線等信息。
1．2 主要單元電路的設(shè)計(jì)
1．2．1 電流控制電路
電流控制電路采用數(shù)模轉(zhuǎn)換器芯片TLV5613加上V／I轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成穩(wěn)定電流源，可通過單片機(jī)程序控制輸出所需要的電流給測(cè)量回路供電以滿足系統(tǒng)測(cè)試對(duì)電流的要求。在極性測(cè)試環(huán)節(jié)可給出合適的電流值，便于系統(tǒng)測(cè)量二極管電壓值并據(jù)此判斷二極管的好壞及極性；在特性測(cè)試環(huán)節(jié)可根據(jù)設(shè)定電流值增大或減小回路電流，使其與設(shè)定值一致；在伏安特性曲線繪制環(huán)節(jié)可給出由小到大逐漸增大的電流值便于系統(tǒng)采樣繪圖。