簡(jiǎn)單圖示儀制作方法二：

　　系統(tǒng)組成

　　本系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成。系統(tǒng)的總體硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。以C8051F020單片機(jī)為核心，構(gòu)成基極電流階梯波發(fā)生電路、集電極階梯波發(fā)生電路，輔以V/I轉(zhuǎn)換電路、鍵盤控制單元和LCD顯示電路等。軟件部分主要完成信號(hào)的檢測(cè)及處理，設(shè)備的控制和驅(qū)動(dòng)等功能。

　　硬件電路設(shè)計(jì)

　　1.基極階梯電流產(chǎn)生電路

　　由C8051F020控制片內(nèi)外設(shè)DAC1產(chǎn)生8階階梯電壓。C8051F020中的DAC是電壓輸出型，需要再通過(guò)V/I轉(zhuǎn)換電路（電壓/電流轉(zhuǎn)換電路）轉(zhuǎn)換成電流。晶體管基極電流一般在幾微安到幾十微安左右，可直接將V/I轉(zhuǎn)換輸出做為晶體管基極電流。

　　極性轉(zhuǎn)換電路是為了測(cè)試NPN和PNP晶體管時(shí)改變輸出極性而設(shè)的，電路圖如圖2所示。

　　當(dāng)對(duì)NPN管進(jìn)行測(cè)量時(shí)，S1閉合，S2斷開(kāi)，C8051F020的DAC端口輸出的正電壓直接加到放大電路或V/I轉(zhuǎn)換電路上；當(dāng)對(duì)PNP管進(jìn)行測(cè)量時(shí)，S1斷開(kāi)，S2閉合，DAC端口輸出的正電壓經(jīng)一級(jí)反相后變?yōu)樨?fù)電壓加到放大電路或V/I轉(zhuǎn)換電路上。

　　V/I轉(zhuǎn)換電路原理如圖3所示，由運(yùn)放A1組成同相加法電路，運(yùn)放A2構(gòu)成電壓跟隨器，將UB經(jīng)隔離后反饋到輸入端起到補(bǔ)償作用，圖中R1=R2=R3=R4=10K。顯然，UO2=UB。當(dāng)UI保持恒定時(shí)，IR0保持恒定，由于A2的隔離作用，IB也保持恒定，與UBE的大小無(wú)關(guān)。

　　2.集電極掃描電壓產(chǎn)生電路

　　由C8051F020控制片內(nèi)外設(shè)DAC0產(chǎn)生階梯電壓，由于集電極掃描電壓一般需要20V以上，DAC0轉(zhuǎn)換出來(lái)的電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足提供晶體管集電極掃描電壓，因此需要再經(jīng)過(guò)放大電路放大電壓直至所需的集電極掃描電壓大小。

　　3.調(diào)理電路

　　調(diào)理電路接在負(fù)載電阻RC兩端，由極性轉(zhuǎn)換部分和幅度變換部分構(gòu)成，對(duì)測(cè)量的電壓信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，使之滿足A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)信號(hào)要求。兩路調(diào)理電路完全相同，圖4為其中一路。

　　RC作為集電極負(fù)載電阻，同時(shí)也兼作測(cè)量IC的取樣電阻。為了減少測(cè)量電路的負(fù)載效應(yīng)，提高IC的測(cè)量精度，調(diào)理電路的輸入電阻應(yīng)較大。

　　4.LCD液晶顯示控制電路

　　本系統(tǒng)所使用的LCD液晶屏為PG12864LRS-JNN-H，它是一塊128X64字符顯示點(diǎn)陣的液晶顯示模塊，它有8個(gè)并行線數(shù)據(jù)通信端口，以黑色點(diǎn)陣，換色背景形式顯示，擁有獨(dú)立的LED背光電源，工作溫度寬，超薄外型，屬工業(yè)級(jí)LCM。表1給出了該液晶顯示模塊的引腳說(shuō)明。

　　PG12864LRS-JNN-H的液晶顯示電路如圖5所示。當(dāng)C8051F020單片機(jī)與液晶屏如此連接之后，就必須在軟件中給出單片機(jī)與液晶的連接端口定義：

　　#defineLCM12864_DB7_DB0P4//定義LCM12864的數(shù)據(jù)總線

　　sbitLCM12864_RS=P2^6;

　　//定義LCM12864的RS控制線

　　sbitLCM12864_RW=P2^1;

　　//定義LCM12864的RW控制線

　　sbitLCM12864_E=P2^4;

　　//定義LCM12864的E控制線

　　sbitLCM12864_CS1=P2^7;

　　//定義LCM12864的CS1控制線

　　sbitLCM12864_CS2=P2^5;

　　//定義LCM12864的CS2控制線

　　sbitLCM12864_RESET=P2^3;

　　//定義LCM12864的RESET控制線

　　5.系統(tǒng)PCB圖

　　系統(tǒng)PCB設(shè)計(jì)如圖6所示。

　　軟件設(shè)計(jì)

　　主程序功能是初始化及按鍵監(jiān)控。如圖7所示，T0定時(shí)每30μS中斷一次，其功能是在每次增加UCE后，延時(shí)30μS，待Ic穩(wěn)定后再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，在T0中斷服務(wù)程序中，停止T0，啟動(dòng)A/D，并啟動(dòng)T1。T0定時(shí)器在T1中斷服務(wù)程序中啟動(dòng)，從而使T0、T1交替工作。

　　基極階梯波由C8051F020單片機(jī)內(nèi)的數(shù)模轉(zhuǎn)換（DAC1）來(lái)產(chǎn)生，通過(guò)編程控制發(fā)生8級(jí)基極階梯波。本系統(tǒng)中，設(shè)定每增加一級(jí)基極階梯波，送到基極的電壓就增加0.3V，即IB增加3μA。

　　集電極掃描電壓由C8051F020單片機(jī)內(nèi)的數(shù)模轉(zhuǎn)換（DAC0）來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于DAC0是12位的數(shù)模轉(zhuǎn)換，為便于運(yùn)算計(jì)數(shù)，將集電極掃描電壓UCE計(jì)數(shù)105次為一個(gè)掃描周期，經(jīng)計(jì)算十六進(jìn)制數(shù)每27H，UCE加1。如圖8程序流程圖所示，當(dāng)UCE計(jì)數(shù)溢出，集電極階梯波IB增加一級(jí)。

　　定時(shí)器1每125μS中斷一次，UCE加1，經(jīng)D/A輸出后使UCE上升一個(gè)階梯，當(dāng)UCE從0變到104，變化了一個(gè)周期時(shí)，IB加1，經(jīng)D/A輸出后IB增長(zhǎng)一個(gè)階梯。當(dāng)IB從1變到8溢出時(shí)，IB置1，顯示完一族輸出特性曲線。

　　因此使用描點(diǎn)法就可以畫(huà)出晶體管輸出特性曲線，在DAC0和DAC1每轉(zhuǎn)換一次是獲得IC值和UCE值，再通過(guò)DrawPoint（）函數(shù)在坐標(biāo)屏上畫(huà)出該點(diǎn)，直至畫(huà)完一族輸出特性曲線。DrawPoint（）函數(shù)程序代碼如下：

　　voidDrawPoint（unsignedcharx，unsignedchary）

　　{

　　unsignedcharDX=（y》》3）;

　　//計(jì)算出屬于哪個(gè)字節(jié)

　　unsignedcharBX=y-（DX《《3）;

　　//計(jì)算屬于字節(jié)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（）函數(shù)從LCM12864指定點(diǎn)讀取一字?jǐn)?shù)據(jù)，LCM12864_Write1Byte_X_Y（）函數(shù)向LCM12864指定點(diǎn)寫入一字節(jié)數(shù)據(jù)，具體程序代碼可查閱PG12864LRS-JNN-H技術(shù)手冊(cè)。