简单图示仪制作方法二 - 简单图示仪制作大全(两种简单图示仪制作方法)
简单图示仪制作方法二：
系统组成
本系统由硬件和软件两部分组成。系统的总体硬件结构如图1所示。以C8051F020单片机为核心，构成基极电流阶梯波发生电路、集电极阶梯波发生电路，辅以V/I转换电路、键盘控制单元和LCD显示电路等。软件部分主要完成信号的检测及处理，设备的控制和驱动等功能。
硬件电路设计
1.基极阶梯电流产生电路
由C8051F020控制片内外设DAC1产生8阶阶梯电压。C8051F020中的DAC是电压输出型，需要再通过V/I转换电路（电压/电流转换电路）转换成电流。晶体管基极电流一般在几微安到几十微安左右，可直接将V/I转换输出做为晶体管基极电流。
极性转换电路是为了测试NPN和PNP晶体管时改变输出极性而设的，电路图如图2所示。
当对NPN管进行测量时，S1闭合，S2断开，C8051F020的DAC端口输出的正电压直接加到放大电路或V/I转换电路上；当对PNP管进行测量时，S1断开，S2闭合，DAC端口输出的正电压经一级反相后变为负电压加到放大电路或V/I转换电路上。
V/I转换电路原理如图3所示，由运放A1组成同相加法电路，运放A2构成电压跟随器，将UB经隔离后反馈到输入端起到补偿作用，图中R1=R2=R3=R4=10K。显然，UO2=UB。当UI保持恒定时，IR0保持恒定，由于A2的隔离作用，IB也保持恒定，与UBE的大小无关。
2.集电极扫描电压产生电路
由C8051F020控制片内外设DAC0产生阶梯电压，由于集电极扫描电压一般需要20V以上，DAC0转换出来的电压远远不足提供晶体管集电极扫描电压，因此需要再经过放大电路放大电压直至所需的集电极扫描电压大小。
3.调理电路
调理电路接在负载电阻RC两端，由极性转换部分和幅度变换部分构成，对测量的电压信号进行调理，使之满足A/D转换器对信号要求。两路调理电路完全相同，图4为其中一路。
RC作为集电极负载电阻，同时也兼作测量IC的取样电阻。为了减少测量电路的负载效应，提高IC的测量精度，调理电路的输入电阻应较大。
4.LCD液晶显示控制电路
本系统所使用的LCD液晶屏为PG12864LRS-JNN-H，它是一块128X64字符显示点阵的液晶显示模块，它有8个并行线数据通信端口，以黑色点阵，换色背景形式显示，拥有独立的LED背光电源，工作温度宽，超薄外型，属工业级LCM。表1给出了该液晶显示模块的引脚说明。
PG12864LRS-JNN-H的液晶显示电路如图5所示。当C8051F020单片机与液晶屏如此连接之后，就必须在软件中给出单片机与液晶的连接端口定义：
#defineLCM12864_DB7_DB0P4//定义LCM12864的数据总线
sbitLCM12864_RS=P2^6;
//定义LCM12864的RS控制线
sbitLCM12864_RW=P2^1;
//定义LCM12864的RW控制线
sbitLCM12864_E=P2^4;
//定义LCM12864的E控制线
sbitLCM12864_CS1=P2^7;
//定义LCM12864的CS1控制线
sbitLCM12864_CS2=P2^5;
//定义LCM12864的CS2控制线
sbitLCM12864_RESET=P2^3;
//定义LCM12864的RESET控制线
5.系统PCB图
系统PCB设计如图6所示。
软件设计
主程序功能是初始化及按键监控。如图7所示，T0定时每30μS中断一次，其功能是在每次增加UCE后，延时30μS，待Ic稳定后再进行A/D转换，在T0中断服务程序中，停止T0，启动A/D，并启动T1。T0定时器在T1中断服务程序中启动，从而使T0、T1交替工作。
基极阶梯波由C8051F020单片机内的数模转换（DAC1）来产生，通过编程控制发生8级基极阶梯波。本系统中，设定每增加一级基极阶梯波，送到基极的电压就增加0.3V，即IB增加3μA。
集电极扫描电压由C8051F020单片机内的数模转换（DAC0）来实现。由于DAC0是12位的数模转换，为便于运算计数，将集电极扫描电压UCE计数105次为一个扫描周期，经计算十六进制数每27H，UCE加1。如图8程序流程图所示，当UCE计数溢出，集电极阶梯波IB增加一级。
定时器1每125μS中断一次，UCE加1，经D/A输出后使UCE上升一个阶梯，当UCE从0变到104，变化了一个周期时，IB加1，经D/A输出后IB增长一个阶梯。当IB从1变到8溢出时，IB置1，显示完一族输出特性曲线。
因此使用描点法就可以画出晶体管输出特性曲线，在DAC0和DAC1每转换一次是获得IC值和UCE值，再通过DrawPoint（）函数在坐标屏上画出该点，直至画完一族输出特性曲线。DrawPoint（）函数程序代码如下：
voidDrawPoint（unsignedcharx，unsignedchary）
{
unsignedcharDX=（y》》3）;
//计算出属于哪个字节
unsignedcharBX=y-（DX《《3）;
//计算属于字节哪一位
unsignedcharTempData=0;
TempData=LCM12864_Read1Byte_X_Y（x，7-DX）;
TempData|=（1《《（7-BX））;
LCM12864_Write1Byte_X_Y（x，7-DX，TempData）;
}
LCM12864_Read1Byte_X_Y（）函数从LCM12864指定点读取一字数据，LCM12864_Write1Byte_X_Y（）函数向LCM12864指定点写入一字节数据，具体程序代码可查阅PG12864LRS-JNN-H技术手册。
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( 发表人：姚远香 )