三极管特性参数测试系统毕业论文(编辑修改稿)

三极管特性参数测试系统毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

列，并读回计算机。 在设计中，我们对 A/D的转换速度、精度和器件成本作了最好的折中，选用了 8位 A/D转换器 ADC0809。 ADC0809是八位 A／ D转换器。 每采集一次一般需 100μ S， A／ D转换结束后会自动产生EOC信号。 ADC0809在实验系统中的电路 ADC0809 在实验平台中的电路如图所示。 ADC0809 输入通道的控制是由单片机的 ， 和 完成，跳线 J504使能 U501 锁存使能。 EOC 与单片机的中断 0（ INT0）相连，当数据转换完成时 EOC向单片机发送中断请求，单片机响应中断，读取转换数据（也可采用查询方式）。 ADC0809的 D0~D7与单片机的P0口相连。 单片机的 ALE信号经过 74LS74二分频后，作为 ADC0809的时钟信号。 U504是与 非门 CD4001，用于和单片机的 AD的片选和使能信号。 ，且当 WR信号来（为低电平），这时送到 AD转换器的 ALE和 START引脚为高电平，启动 AD转换。 同样，当 RD信号来时使能 OE信号， AD转换器向总线上发送数据。 实验时，对 ADC0809的控制过程是：通过 ， 和 ；通过 WR信号启动 AD转换；等待转换结束标志 EOC；输出数据使能 OE；读取转换数据。 16 IN 31IN 42IN 53IN 64IN 75S T A R T6E O C7D38OE9C L K10V C C11V R E F ( + )12GND13D114D215V R E F ( )16D017D418D519D620D721A L E22ADDC23ADDB24ADDA25IN 026IN 127IN 228U 5 03A D C 08 0 9V C CV C CV C C123456789101112131411U 5 04C D 4 00 1P R E4C L K3D2C L R1Q5Q6U 5 02 A7 4L S 7 4P 0. 0P 0. 1P 0. 2P 0. 3P 0. 4P 0. 5P 0. 6P 0. 7A L EWRRDP 2. 3OC1C111D31Q22D42Q53D73Q64D84Q95D135Q126D146Q157D177Q168D188Q19U 5 017 4L S 3 73P 2. 0P 2. 1P 2. 2A L EIN T 0V C CV C CR 5 00IN 0C 5 051 04C 5 031 04C 5 041 041234567J 50 3C O N 73 12J 50 4C O N 2R 5 061 0KV C C 图 7 AD0809 实验电路图 （ 1） ADC0809的 引脚 图及其引脚 含义 图 8 ADC0809引脚图 IN0~IN7： 8路模拟通道输入， 且输入模拟量信号应为单极性， 0~+5V，若信号过小还要进行放大。 在转换过程中，模拟量输入的值不能变化过快，因此对变化速度快的模拟量，在输入前要增加采样保持电路。 由 ADDA， ADDB， ADDC三条线选择。 ADDA、 ADDB、 ADDC： 三位地址输入线， 模拟通道选择线， 根据地址线的电平来 选通 IN0~IN7 中的 某 一路。 比如 000时选择 0通道， 111时选择 7通道。 D7~D0： 8位数字量输出端，可直接与单片机的 P0口相连。 其中第 17引脚为最低位，第 21引脚为最高位。 数据线，三态输出，由 OE（输出允许信号）控制输出与否。 OE： 数据 输出 使能端， 高电平 时允许数据输出。 打开三态缓冲器，将转换结果放到 D0～ D7 上 ， OE=0, 17 输出数据线呈高组态， OE=1，才能打开三态输出锁存器。 ALE：地址允许锁存，其上升沿将 ADDA， ADDB， ADDC 三条引线的信号锁存，经译码选择对应的模拟通道。 ADDA， ADDB， ADDC可接单片机的地址线，也可接数据线。 ADDA接低位线， ADDC接高位线。 START：转换启动信号，在模拟通道选通之后，由 START上的正脉冲启动 A/D转换过程。 转换时间至少100us。 EOC（ end of conversion）：转换结束信号，在 START信号之后， A/D开始转换。 当 EOC输出低电平 时 ，表示 在进行 A/D 转换 ； 当转换结束 时 ， 此时转换之后的 数据已锁存在输出锁存器之后， EOC变为高电平。 EOC可视作被查询的状态信号，亦可用来申请中断。 VREF（ +）、 VREF（ ） ： 参考电压。 其典型值 VREF（ +） =+5V、 VREF（ ） =0V。 CLOCK： ADC0809内部没有 自己的 时钟电路， CLK引脚就是外部时钟输入端。 要求时钟频率不高于 640kHZ，时钟输入、时钟频率上限为 1280KHz。 （ 2） ADC0809 实验电路中，与 ADC0809 相连的有地址锁存器 74LS373，它通过单片机的 P2 口控制其输入端（ D）来实现控制输出端（ Q），然后 Q连接 ADC0809来选通 ADC0809的输入通道。 74LS373的 引脚图如下： 图 9 74LS373引脚图 373为三态输出的八 D 透明锁存器 ， 其主要电器特性的典型值如下 (不同厂家具体值有差 别 )： 型号 TPD PD 54S373/74S373 7ns 525mW 54LS373/74LS373 17ns 120mW 引出端符号： D0～ D7 数据输入端 OE 三态允许控制端（低电平有效） 18 LE 锁存允许端。 当 LE 为高电平时， 驱动端随输出端的变化而变化。 当 LE 为低电平时， D的电平锁存不变，保持为原来的状态。 Q0～ Q7 输出端。 驱动负载（或总线），受 OE 电平的影响。 当 OE 为低电平时， 逻辑状态 正常。 当 OE 为高电平时， Q0～ Q7 呈高 阻态， 这种情况下既 不 能 驱动总线，也不 能 为总线的负载 提供驱动。 真值表： 表 2 74LS373真值表 Dn LE OE On H H L H L H L L X L L Q0 X X H 高阻态 与 ADC0809相连的电路 图 10 与 ADC0809相连的电路 图 10 为与 ADC0809相连接的放大电路。 当测量 NPN型三极管时，单片机 3的开关，使之与放大器 1A相连。 当测量 PNP型三极管时，由于基极和集电极电路均施加了负电压，为满足 ADC0809的转换 要求，电压信号需经 1： 1反向放大，所以开关应该接在直接与放大器 2A相连的一侧。 该电路将测量得到的基极电压经过 OP07放大后送到 ADC0809中转换后送到单片机中计算处理送 LCD显示。 OP07芯片是个双极性运算放大器集成电路，其 引脚图 如下 ： 19 图 11 OP07引脚图 0P07的 引脚 功能如下： Offset1:调零端 IN: 反向输入端， IN+: 正向输入端 Vcc: 接地 端 NC: 空脚 OUT: 输出 端 Vcc+:接 正 电源 Offset2:调零端 设计中使用的倍压电路 设计中之所以要使用倍压电路是因为考虑到三极管的反向击穿电压通常比较高，但是系统测量击穿电压时是用单片机来控制电压产生一定步长的变化，但是单片机最大只能输出 12V的电压，所以为系统设计一个倍压电路，该倍压电路由 CMOS与非门组成。 倍压电路的设计电路如下： 20 图 12 10倍压电路。 CD4069芯片介绍： 内部结构图如下： 图 13 CD4069内部引脚图 CD4069是 个集成芯片，内 部由 六个 CMOS 反相器电路组成，此器件主要用作通用反相器。 引脚图如下： 21 图 14 CD4069引脚功能图 其中，引脚 1 13为 1A ~ 6A 数据输入端；引脚 7为 VDD接正电源；引脚 14为 VSS 接地；引脚 12 为 1Y ~ 6Y 数据输入端。 DA 双极性电压输出电路 该电路使用的核心芯片是 DAC0832， D/A 转换是指数字量到模拟量的线性转换，目前大多数 D/A 转换的输出模拟量均为电流量，要经过一个反相输入的运算放大器转换成模拟电压输出。 但这种 输出电压是有极性的，分单极性和双极性两种。 下图是一种单缓冲方式的双极性 D/A转换电压输出接口电路，输出的双极性电压为 177。 5V。 WR1与单片机的 WR相连， CS与 ， XFER和 WR2接地， DAC寄存器直通，输入寄存器受控。 图 15 DA 双极性电压输出电路 该模块设计中的核心是 D/A转换芯片 DAC0832， DAC0832是 8位数 /模转换器芯片。 22 DAC0832的外部引脚图如下： DAC0832的引脚功能说明如下： Vcc ：逻辑电源输入端。 AGND ：模拟 量信号接地端。 DGND ：数字 量信号接地端 ，在使用时，模拟地始终与数字地相连。 VREF ：基准电源输入端。 D0~D7 ： 该八个引脚是提供给 数字 信号的 输入端 ， D0到 D7是由低到高的。 ILE ： 控制 输入锁存信号 的进入 ，高电平 可进入。 CS ：选择 输入寄存器的 信号，低电平 时可进行输入。 WR2 ：写信号 2，即 DAC寄存器的写信号， 有效 电平 为低电平。 WR1 ：写信号 1，是输入寄存器 的 写信号， 有效 电平 为低电平。 从 DI0~DI7输入的数字量能否进入输入寄存器要受输入锁存器的锁存信号 LE1控制。 该信号 的产生是由 ILE、 CS、 WR1的逻辑组合 决 定的。 当 ILE为高电平， 且 CS和 WR1同时为低电平时， LE1为高电平，输入寄存器的输出随输入变化，这时相当于输入寄存器打开。 当 WR1变成高电平时， LE1出现负跳变，变为低电平，将输入数据锁存在输入寄存器中，这时相当于输入寄存器关闭。 XFER ： 传送 数据 的 控制信号， 有效时的电平为 低电平。 同样，从输入寄存器的输出数据能否通过 DAC寄存器，要受 DAC寄存器锁存信号 LE2控制，该信号由WR XFER的逻辑组合产生。 当 WR2和 XFER 同时 有效时（即同为低电平） ， LE2为 1， DAC寄存器的输出随它的输入而变化 ，这是相当于 DAC寄存器打开，并开始进行 D/A转换。 当 WR2变为高电平后， LE2出现负跳变，将输入寄存器中的数据锁存在 DAC寄存器中，这是相当于 DAC寄存器关闭。 IOUT1 ： DAC转换的电流输出端 1，其值 与 寄存器 的 内容 有关 ， DAC寄存器的内容全 1时， Iout1最大；全为 0时， Iout1最小。 IOUT2 ：电流输出端 2。 IOUT2等于常数减去 IOUT1，即 IOUT2+ IOUT1=常数。 RFB ：反馈电阻。 图 16 DAC0832 引脚功能图 23 设计中该模块除了使用到 DAC0832外还使用到 LF353 LF353简介： 图 17 LF353引脚图 图 18 LF353内部引脚图 液晶显示 本系统采用图形汉字两用液晶 LCD12864 作为显示工具对实验结果进行输出显示。 LCD液晶显示器有以下显著特点：  工作电 压 低， 功耗 小  平板型结构：安装时占用体积小，减小了设备体积。  被动显示：液晶不 是靠自身 发光。  显示信息量大： LCD的像素可以做得很小，相同面积上可容纳更多信息。  易于彩色化。  没有电磁辐射：对身体无污染。  寿命长： LCD器件本身无老化问题。 LCD 与单片机的连接图如下： 24 图 19 LCD显示电路 的连接 图中 使用的液晶显示器为 AMPIRE(128*64)，它与 LCD12864的使用原理相似。 液晶显示器 LCD 12864 的引脚及其功能如下表所示： 表 3 LC。