電子技術電路故障的智能設置系統

申倩偉

摘 要：本文設計了一個為低頻模擬電子電路設置故障的系統，可為電子電路設計出不同故障，供研究電子電路者觀察故障電路特征，提供查找故障的機會。通過Multisim軟件仿真并選取經典模擬電路繪制PCB面包板，利用STC89C52單片機使二者連接，實現設置故障功能。

關鍵詞：電子技術電路；故障設置；單片機

中圖分類號：TM762 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）12-0016-01

1 整體框架

根據設計要求，結合軟件與硬件，系統整體框圖如下圖1所示，完整平臺實物搭建如圖2所示。

開發平臺結構概述：

（1）C語言程序下載入單片機，通過單片機上按鍵控制P3^0、P3^1、P3^2、P3^3輸出的電平高低。并依照按鍵在數碼管上顯示故障編碼。（2）P3^0、P3^^1、P3^2、P3^3與兩個三八譯碼器（74ls238）相連，實現了I/O口擴展，四位I/O口擴展可控制16位輸出。（3）三八譯碼器連接繼電器，每個繼電器控制一種故障，并聯閉合即產生短路效果，串聯閉合即產生開路效果，還可以并聯或串聯電阻改變電路中應有電阻阻值。（4）經典電子電路選用二級放大電路，如圖3，第一級選用分壓式共射放大器，第二級選用電壓跟隨放大器，用繼電器通斷分別控制第一級基極電阻Rb11斷路、集電極電阻Rc1斷路或短路，第二級集電極短路、基極電阻Rb11斷路等幾個故障，并對其故障電路參數進行測定、分析和驗證。

2 軟件編程設計

軟件程序編寫主要分為4個部分：鍵盤掃描模塊、數碼管顯示模塊、繼電器控制模塊、延時程序。

鍵盤掃描模塊：現將P0口對的高四位全部拉高，在通過將P0口第四位分別拉低，逐行掃描鍵盤，檢測是否有鍵按下，右鍵按下則執行相應程序改變num值。鍵盤第一二行按鍵分別代表0-7，八個數字，第三行左一二鍵為8，9兩數字，第三個鍵為當前數字乘以2，第四個鍵指當前數值乘以10；第四行四個鍵從左向右依次為當前數值加一、加五、減一、減五。

數碼管顯示模塊：在多位LED數碼管顯示器顯示時，為了簡化電路，節省I/O口的耗費，降低成本，將所有位的段選線并聯在一起，由一個8位I/O口控制。而共陰極公共端分別由相應的I/O線控制，實現各位的分時選通方法。這就構成了動態顯示方式。段選碼、位選碼每送入一次后延時1ms，因人眼的視覺暫留時間為0.1s（100ms），所以每位顯示的間隔不能超過20ms，并保持延時一段時間，以造成視覺暫留效果，給人看上去每個數碼管總在亮。

繼電器控制模塊：通過單片機輸出高低電平控制238譯碼器輸入端電平，從而控制輸出端繼電器通斷，繼電器若與電阻并聯，繼電器通則電阻被短路，繼電器若與電阻串聯，繼電器斷開則可實現短路電阻故障，如圖4。

延時程序：void delay（uint z）//延時函數

{

uint x，y；

for（x=z；x>0；x--）

for（y=110；y>0；y--）；

}

本程序執行一次大約1ms，循環z次大約延時z×1ms

3 結語

本系統通過按鍵設置電路故障，通過單片機程序控制，達成顯示故障編號（如圖5）和控制電路的作用，有助于研究電路者和學習者在提前知道故障所在出的情況下，分析錯誤原因。還可以鍛煉電路研究者查找故障的能力。

參考文獻

[1]王恩普.分壓式共射放大器故障分析教學電子技術[J].電子技術，2012，51（10）：20-26.

[2]張學文，司佑全.用multisim8對單管放大電路實驗故障進行仿真分析[J].湖北師范學報，2011，54（3）：10-14.