單板測(cè)試培訓(xùn)

單板測(cè)試(一)---產(chǎn)品硬件原理基礎(chǔ)單板測(cè)試培訓(xùn)一、NTS-230\240硬件原理1、A/D采樣2、D/A轉(zhuǎn)換3、通訊4、開入5、開出6、電源及濾波電路

單板測(cè)試培訓(xùn)電流互感器二次側(cè)BC8,BC9電容用于抑制信號(hào)回路上的差模干擾，BR15100歐電阻為采樣電阻，電流互感器變送后的電流信號(hào)在此電阻上產(chǎn)生250mV的交流電壓信號(hào)供后級(jí)放大電路使用，BD5,BD6二極管屬于運(yùn)放輸入端保護(hù)電路，用于抑制運(yùn)放輸入端的共模電壓，共模電壓過高會(huì)導(dǎo)致運(yùn)放損壞大電流通道信號(hào)放大計(jì)算公式ADIC=（-221k/7.5k）*ic小電流通道信號(hào)放大計(jì)算公式ADIC=【-221k/{7.5k*1K/（7.5K+1k）}】*ic模擬開關(guān)用于小信號(hào)放大直流偏置電壓電路1、A/D采樣單板測(cè)試培訓(xùn)運(yùn)放輸出的電壓信號(hào)經(jīng)比較器比較輸出至DSP芯片引腳，利用該引腳的捕獲功能測(cè)量被測(cè)信號(hào)的周期，間接算出被測(cè)信號(hào)的頻率值單板測(cè)試培訓(xùn)主芯片采用TI的TMS320F280x芯片，芯片上自帶12位AD轉(zhuǎn)換模塊，12位表示AD轉(zhuǎn)換器的分辨率，也就是說其能分辨的最小電壓為(1/4096)%=0.0244%本例啟用內(nèi)部帶隙基準(zhǔn)源，外部輸入的模擬量信號(hào)與內(nèi)部基準(zhǔn)電壓相比較以決定輸出0還是輸出1。單板測(cè)試培訓(xùn)2、D/A轉(zhuǎn)換模塊數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片采用Ｉ2Ｃ通信協(xié)議Ｉ2Ｃ總線是一種用于ＩＣ器件之間的二線制總線。它通過ＳＤＡ（串行數(shù)據(jù)線）及ＳＣＬ（串行同步時(shí)鐘線）兩根線在連到總線上的器件之間傳送信息，通過軟件尋址實(shí)現(xiàn)片選，減少了器件片選線的連接。ＣＰＵ不僅能通過指令將某個(gè)功能單元電路掛靠或摘離總線，還可對(duì)該單元的工作狀況進(jìn)行檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件系統(tǒng)的擴(kuò)展與控制DAC7571為TI推出的低功耗軌至軌輸出12位I2C輸入DAC，其A0為地址選擇端，本例有兩路模擬量輸出這里以高低電位加以區(qū)別，方便CPU進(jìn)行尋址單板測(cè)試培訓(xùn)2、D/A轉(zhuǎn)換模塊電路中的主要元件為一運(yùn)算放大器LM321和三極管KSP2222A及其他輔助元件構(gòu)成,DOA信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大器放大后再經(jīng)三極管放大，KSP2222A的射級(jí)電流Ie作用在電阻DR34上，由運(yùn)放性質(zhì)可知：

V1=Ie·DR34=(1+k)Ib·DR34

流經(jīng)負(fù)荷R的電流Io即KSP2222A的集電極電流等于k·Ib，則有

VDOA=

V1=(1+k)Ib·DR34=(1+1/k)Io·DR34

其中k》1，所以Io≈V1/DR34。

由上述分析可見，輸出電流Io的大小與輸入電壓VDOA成正比，而與負(fù)載電阻R的大小無關(guān)，說明了電路良好的恒流性能。改變VDOA的大小，可改變Io的輸出。在VDOA一定時(shí)改變DR34的大小，可以改變VDOA與Io的比例關(guān)系若將VDOA電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成4～20mA電流信號(hào)，則可確定VDOA=0.92V-4.6V，同樣若是電壓輸出，只需接入DR36250歐電阻即可。V-I變換電路RIeIo單板測(cè)試培訓(xùn)3、通訊上圖為RS485通訊模塊接口電路，RXD為數(shù)據(jù)接收端，TXD為數(shù)據(jù)發(fā)送端，電路圖中，鉗位于15V的TVS管CD3、CD4、CD5都是用來保護(hù)RS-485總線的，避免RS-485總線在受外界干擾時(shí)（雷擊、浪涌）產(chǎn)生的高壓損壞MAX1487芯片。CR10,11PTC熱敏電阻用于在線路上產(chǎn)生大電流時(shí)自身熱量升高，電阻值以指數(shù)級(jí)迅速上升已達(dá)到切斷收發(fā)回路的目的同樣具有保護(hù)芯片的作用，DSP的接收、發(fā)送信號(hào)通過高速光耦HCPL0601連接MAX1487芯片的R、D引腳，控制信號(hào)UTXD_EN同樣經(jīng)光電隔離電路去控制MAX1487芯片的DE和/RE引腳，使能MAX1487芯片的發(fā)送器/接收器，使能信號(hào)為低電平時(shí)接收器有效，發(fā)送器禁止，為高電平時(shí)發(fā)送器有效，接收器禁止，任一時(shí)刻，MAX1487芯片中的“接收器”和“發(fā)送器”只能夠有1個(gè)處于工作狀態(tài),這就是“半雙工”的定義單板測(cè)試培訓(xùn)3、通訊單板測(cè)試培訓(xùn)4、開入當(dāng)外部未加入開入信號(hào)時(shí)，IN1,IN2信號(hào)引腳通過4.7K排阻上拉為3.3V當(dāng)開入信號(hào)DI1,DI2通過CR1,CR2200K限流電阻接入光耦TLP181,光耦內(nèi)部發(fā)光二極管發(fā)光導(dǎo)致信號(hào)IN1,IN2與地導(dǎo)通此時(shí)IN1,IN2引腳電平為0，芯片通過判斷這兩個(gè)引腳上的電平高低變化判斷開入是否導(dǎo)通單板測(cè)試培訓(xùn)5、開出繼電器線圈需要流過較大的電流（約50mA）才能使繼電器吸合，一般的集成電路不能提供這樣大的電流，因此必須進(jìn)行擴(kuò)流，即驅(qū)動(dòng)。

左所示為用NPN型三極管驅(qū)動(dòng)繼電器的電路圖，圖中上半部分為繼電器電路（松下ALD105），繼電器線圈作為集電極負(fù)載而接到集電極和正電源之間。當(dāng)輸入為0V時(shí)，三極管截止，繼電器線圈無電流流過，則繼電器釋放（OFF）；相反，當(dāng)輸入為+VCC時(shí)，三極管飽和，繼電器線圈有電流流過，則繼電器吸合（ON）。當(dāng)輸入電壓由變+VCC為0V時(shí)，三極管由飽和變?yōu)榻刂?，這樣繼電器電感線圈中的電流突然失去了流通通路，若無續(xù)流二極管D將在線圈兩端產(chǎn)生較大的反向電動(dòng)勢(shì)，極性為下正上負(fù)，電壓值可達(dá)一百多伏，這個(gè)電壓加上電源電壓作用在三極管的集電極上足以損壞三極管。故續(xù)流二極管D的作用是將這個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)通過圖中箭頭所指方向放電，使三極管集電極對(duì)地的電壓最高不超過+VCC+0.7V左圖中電阻AR12和AR14的取值必須使當(dāng)輸入為+VCC時(shí)的三極管可靠地飽和，ALD105線圈電阻為125Ω。集電極飽和電ic=5/125=40mA,β=100ib>0.4mA繼電器可以可靠驅(qū)動(dòng)。（VCC-0.7V/AR12)-（0.7V/AR14）>0.4mA取AR14=22k，則AR12<10k繼電器可以可靠動(dòng)作。單板測(cè)試培訓(xùn)6、電源外部220V交流電通過電源模塊整流濾波變換之后輸出5V直流電經(jīng)AMS1117電源芯片轉(zhuǎn)換為3.3V與1.8V輸出，其中VDD為I/O數(shù)字電源3.3V,VDD18為核心數(shù)字電源1.8V，VDDA18為ADC數(shù)字電源1.8V,VCCA為ADC數(shù)字電源3.3V,為內(nèi)核與數(shù)字I/O地，GNDA為ADC模擬地，為模擬地單板測(cè)試培訓(xùn)6、電源1.電容對(duì)地濾波，需要一個(gè)較小的電容并聯(lián)對(duì)地，對(duì)高頻信號(hào)提供一個(gè)對(duì)地通路2.電源濾波中電容對(duì)地腳要盡可能靠近地3.理論上電源濾波電容越大越好，一般大電容濾低頻，小電容濾高頻，可靠的做法是一大一小并聯(lián)，一般要求相差兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上，已獲得更大的濾波頻段4.去耦電容在集成電路電源和地之間的有兩個(gè)作用：一方面是本集成電路的蓄能電容，另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲。數(shù)字電路中典型的去耦電容值是0.1μF，振頻率大約在7MHz左右，也就是說，對(duì)于10MHz以下的噪聲有較好的去耦效果,還要加1個(gè)蓄能電容，可選10μF左右。最好不用電解電容，電解電容是兩層薄膜卷起來的，這種卷起來的結(jié)構(gòu)在高頻時(shí)表現(xiàn)為電阻（大電容分布電阻大即等效串聯(lián)電感ESR）特性。要使用鉭電容。單板測(cè)試培訓(xùn)7、存儲(chǔ)單板測(cè)試培訓(xùn)8、存儲(chǔ)單板測(cè)試培訓(xùn)8、外部RAMTMS320F2812內(nèi)置18KBRAM,因設(shè)計(jì)需要又在外部擴(kuò)展一片256KBSARAM，芯片選用IS61LV25616(256K×16位)，其數(shù)據(jù)訪問時(shí)間為10ns，通過TMS320F2812上的XINTF模塊來進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫。XA[0]~XA[18]---19位地址總線XD[0]~XD[15]---16位數(shù)據(jù)總線

單板測(cè)試培訓(xùn)9.常用串行信號(hào)介紹1.什么是SPISPI（SerialPeripheralInterface---串行外設(shè)接口）總線是Motorola公司推出的一種同步串行外設(shè)接口，用于MCU與各種外圍設(shè)備以串行方式進(jìn)行通信2.SPI的連接方式SPI是一個(gè)環(huán)形總線結(jié)構(gòu)，在芯片管腳上只占用四根線，節(jié)約了芯片的管腳，SCK：串行時(shí)鐘線MISO：主機(jī)輸入從機(jī)輸出線MOSI：主機(jī)輸出從機(jī)輸入線CS：片選

單板測(cè)試培訓(xùn)9.常用串行信號(hào)介紹單板測(cè)試培訓(xùn)9.常用串行信號(hào)介紹主機(jī)和從機(jī)都有一個(gè)移位寄存器，主機(jī)通過向它的SPI串行寄存器寫入一個(gè)字節(jié)來發(fā)起一次傳輸。寄存器通過MOSI信號(hào)線將字節(jié)傳送給從機(jī)，從機(jī)也將自己的移位寄存器的內(nèi)容通過MISO信號(hào)返回給主機(jī)。這樣兩個(gè)移位寄存器的內(nèi)容就被交換。外設(shè)的讀寫操作是同步完成的。如果只進(jìn)行寫操作，主機(jī)只需忽略收到的字節(jié)；反之，若主機(jī)要讀取從機(jī)的一個(gè)字節(jié)，就必須發(fā)送一個(gè)空字節(jié)來引發(fā)從機(jī)的傳輸單板測(cè)試培訓(xùn)9.常用串行信號(hào)介紹單板測(cè)試培訓(xùn)9.常用串行信號(hào)介紹單板測(cè)試培訓(xùn)9.常用串行信號(hào)介紹1.什么是I2CI2C（Inter—IntegratedCircuit）總線是PHILIPS公司開發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及外圍設(shè)備。它是由數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘SCL構(gòu)成的串行總線，可以發(fā)送和接受數(shù)據(jù)，讀寫訪問簡(jiǎn)單I2C總線通過上拉電阻接正電源，當(dāng)總線空閑時(shí)，兩根總線為高電平，連接到總線上的任一器件輸出低電平，都將使總線變低

單板測(cè)試培訓(xùn)9.常用串行信號(hào)介紹I2C數(shù)據(jù)傳送I2C總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，時(shí)鐘線為高電平時(shí)，SDA線數(shù)據(jù)必須保持