基于89C52的二極管特性測試器的設計

摘要：利用單片機具有的智能程序控制的特點，設計了基于STC89C52單片機的“二極管特性測試器”，可對二極管一般特性進行快速測試。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)換器測試其壓降，以此為基礎(chǔ)可判斷二極管好壞、檢測二極管極性和測試二極管伏安特性等，避免了用萬用表測試只能測得極性而不知其特性這一缺點?？捎糜陔娮?a class="contentlabel" href="http://www.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/設計">設計制作過程中對二極管進行快速測試，以確定被測二極管是否滿足電路的設計要求。
關(guān)鍵詞：二極管；特性；測試器；單片機；電流源

二極管是現(xiàn)代電子設計與制造行業(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計要求，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而對系統(tǒng)造成影響。本裝置以MCU(Micro Controller Unit，微控制單元)為核心單元對二極管特性進行測試，可以快速確定二極管的相關(guān)參數(shù)是否滿足設計要求，減少設計后期故障排查的工作量。本測試器可判斷二極管的好壞、判別二極管的極性以及測試二極管的伏安特性，特性測試中可設定二極管的工作電流，測量并顯示二極管的壓降，還能根據(jù)測試者需要繪制二極管的正向伏安特性曲線。硬件預留串口可與PC進行串口通信向PC返回測試數(shù)據(jù)方便調(diào)試及數(shù)據(jù)分析。
單片機是現(xiàn)代儀器儀表，家用電器，工業(yè)儀器等領(lǐng)域應用十分廣泛的可編程器件之一，有著價格低廉、編程靈活、體積小、可擴展性強等優(yōu)點。由于單片機功能的飛速發(fā)展，它的應用范圍日益拓廣，小到玩具，大到機器人，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。

1 系統(tǒng)的硬件設計與實現(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)定電流值加載到測量回路，用于控制二極管的工作電流。
特性測試模塊：為了提高測量精度，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，并且具有自動校零和自動極性轉(zhuǎn)換功能，因此普遍被應用于微電腦的接口設計上，在該裝置中用于測量回路中被測二極管的電壓，對二極管的好壞判斷、極性判別和特性測試提供數(shù)據(jù)參考。人機交互：由按鍵組成，可以手動設置二極管電流、選擇是否繪制伏安特性曲線等。預留串口：RS232串口，可通過串口向PC機返回測試數(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連接，很適合用于顯示系統(tǒng)的測試結(jié)果、伏安特性曲線等信息。
1．2 主要單元電路的設計
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，可通過單片機程序控制輸出所需要的電流給測量回路供電以滿足系統(tǒng)測試對電流的要求。在極性測試環(huán)節(jié)可給出合適的電流值，便于系統(tǒng)測量二極管電壓值并據(jù)此判斷二極管的好壞及極性；在特性測試環(huán)節(jié)可根據(jù)設定電流值增大或減小回路電流，使其與設定值一致；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。