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1、2009届本科生学士学位论文 学校代码：10269 微电脑吸尘器控制板量产测试系统的设计和实现The Design and implementation for Production test system of Micro-computer vacuum cleaner control panel院 系：教育科学学院教育信息技术学系专 业： 教育技术学 姓 名： 胡祝青 学 号： 10050340132 指导 教师： 毛敏 副教授 2009年 5月完成目 录摘要1英文摘要1一、引言3（一）问题的提出3（二）需求分析31. 为测试提供的接口32. 需要测试的参数4二、系统的总体设计7（一）功能
2、要求7（二）基于单片机的测控系统81系统构成82基本原理9（三）TC-161测试系统的组成101ATmaga16单片机112交流信号频率采集113基准时钟频率采集124电压量采集135交流电流量采集136测试结果的呈现147模拟手柄14三、硬件电路的实现15（一）单片机系统151复位电路的设计152时钟电路的设计15（二）数据采集电路151频率测量152电压测量163电流测量17（三）液晶显示电路17（四）模拟手柄电路18四、软件的设计20（一）主程序设计201简单嵌入式操作系统sEOS202主程序设计22（二）数据采集程序设计231频率采集程序232电压与电流采集程序设计25（三）LCD液晶
3、显示器程序设计261HF12864B2的相关原理介绍262LCD液晶显示器程序设计29五、调试及性能分析34六、结论和展望35参考文献36附录37致谢3841正文： 微电脑吸尘器控制板量产测试系统的设计与实现微电脑吸尘器控制板量产测试系统的设计和实现【摘要】：TC-161为华师大与某日本公司合作开发的一款微电脑吸尘器内部的控制板。本毕业设计开发了一个用以量产测试此类控制板性能好坏的单片机测试系统。本文首先详细介绍了本次测试系统开发的需求以及所需测试的11个接口和15个参数。其次，总结了测试系统所需实现的功能要求，接着从典型的单片机测控系统的原理及框图入手，介绍了本次测试系统设计的组成框图以及测
4、量原理。再次，分块介绍了测试系统的单片机系统电路，频率、电流、电压采集电路，液晶显示电路，以及模拟手柄电路。最后，设计并实现了系统软件。系统软件的设计包括主程序的设计、数据采集程序的设计和LCD液晶显示器程序的设计。本文还详细介绍了主程序设计所需用到的简单嵌入式操作系统sEOS 以及LCD液晶显示器的显示原理。【关键词】：AVR单片机 单片机测试系统 数据采集 LCD液晶显示器The Design and implementation for Production test system of Micro-computer vacuum cleaner control panel【Abstra
5、ct】：TC-161, which is developed by East China Normal University and a Japanese company, is a micro-computer control panel inside the vacuum cleaner. This thesis has developed a single-chip test system for the mass production of such panels to test the performance of good and bad.Firstly, the paper el
6、aborates on the development requirement of this test system and the 11 interfaces and 15 parameters which are necessary.Secondly, it summarizes the requirement of function in this test system, and also introduces the test system design block diagram as well as the measuring principle, according to t
7、he principle and block diagram of typical single-chip test system.Thirdly, it introduces the blocks of test system, such as single-chip microcomputer circuit, frequency, current, voltage acquisition circuit, liquid crystal display circuit, and circuit simulation of the handle.Finally, system softwar
8、e has been successfully designed. The software involves the design of main program, data collection program and liquid crystal display (LCD) program. This article also introduces the simple embedded operating system (SEOS) as well as the display principle of liquid crystal display (LCD) in detail.【K
9、eywords】：AVR Single-Chip Single-chip test system Data collection Liquid crystal display (LCD) Monitor一、引言（一）问题的提出日前，由华东师大与日本某公司合作开发出一系列新式智能吸尘器。该系列吸尘器内部有一块用以控制吸尘器的工作模式以及确保吸尘器工作安全性的微处理器控制板（以下简称“控制板”），故又称“微电脑吸尘器”。该系列控制板有如下作用：1、 控制吸尘器的工作模式该吸尘器具有五种工作模式，分别为空闲模式、模拟键盘关闭模式、模拟键盘低档模式、模拟键盘高档模式、异常模式。后面将会详细介绍。2、
10、实现吸尘器的慢启动在控制板的控制之下，吸尘器的电动机是慢慢地启动。3、 确保吸尘器的工作安全性（1）温度保护：控制板能够实时监测吸尘器工作时的内部温度，当温度超过某一范围时，则自动关闭电动机。（2）过压保护：控制板能监测电动机的工作电压，当电压超过某一范围时，则自动关闭电动机。TC-161为该系列控制板中功能最全面的一个。为方便检测TC-161的好坏，并满足其工业批量生产的需求，本毕业设计开发了这个微电脑吸尘器控制板量产测试系统（以下简称“测试系统”）。（二）需求分析在测试系统的需求分析中，用户1 这里指TC-161的生产厂家1只提供测试需要的相关接口以及必要的协议，而TC-161的各项功能的
11、实现原理以及设计图，对此次测试系统的设计来说可有可无。1. 为测试提供的接口用户最终提供的接口有11个，分别以TP1、TP2、TP11计。详细接口如下图1-1：图 1-1 T-161测试治具接口Figure 1-1 Fixture interface各接口说明如下：TP1：接工作电源正极，用于检查测试系统是否工作在正常电压下TP2：接地TP3：接NTC热敏电阻，用于测试温度保护电路是否正常TP4：接某交流信号，用于测试50赫兹的同步信号是否输入到TC-161TP5：接某电阻，用于测试过压保护电路是否正常TP6：该接口用于测手元电压TP7：该接口用于测基准时钟TP8：手柄插头之一，通过此接口与手
12、柄连接TP9：手柄插头之一，通过此接口与手柄连接TP10：用于测量通过负载（电动机）的电流TP11：用于测量通过负载（电动机）的电流2. 需要测试的参数（1）必要的说明由于即将介绍的许多参数跟如图1-2所示的手柄有关，所以下面就该手柄做些必要的说明。图 1-2 手柄与吸尘器的拓扑关系图Figure 1-2 Topotaxy chart between handle and vacuum该手柄的作用是控制TC-161的工作模式。TC-161一共分5种工作模式：空闲模式（开关S1、S2、S3全部断开）、模拟键盘关闭模式（仅开关S1合上）、模拟键盘低档模式（仅开关S2合上）、模拟键盘高档模式（仅开关
13、S3合上）、异常模式（专指手柄突然掉落或者被拔下）。每种工作模式分别对应关于电流和关于电压的两个参数。 不难发现，以上所说的工作模式中有三个模式都带有“模拟键盘”这个四个字。为什么有这么一说呢？原来通过该手柄控制微电脑的工作模式的方法与传统的键盘直接控制电动机的方式不同，当按下手柄中的某一个按钮时，实际上是在给控制板发一个信号，而控制板在查询到此信号的变化时，决定对电动机发出停止、小功率或大功率的信号。因而，该手柄实际上是起到一个模拟键盘的作用。（2）需要测试的参数1) 工作电压此参数检测TC-161是否工作在正常电压范围内，由TP1接入。2）NTC热敏电阻电压此参数检测TC-161内部温度保
14、护电路是否正常，NTC热敏电阻两端的电压与温度成负相关，由TP3接入。3）交流信号频率此参数测试TC-161内的信号是否同步（频率为50Hz），由TP4接入。4）过压此参数测试TC-161的电压保护电路是否正常，由TP5接入。5）基准时钟频率此参数测基准时钟的频率，一般为16K赫兹左右，由TP7接入。6）手元基准电压“手元”是继承日本公司的叫法，即手柄的意思。此参数为空闲模式下TP6点的电压。7）空载电流此参数为空闲模式下通过TC-161电动机的电流，理论情况下应该为0。8）低档电压此参数为模拟键盘低档模式下TP6点的电压。9）低档电流此参数为模拟键盘低档模式下通过TC-161电动机的电流。10）高档电压此参数为模拟键盘高档模式下TP6的电压。11）高档电流此参数为模拟键盘高档模式下通过TC-161电动机的电流。12）停止电压此参数为模拟键盘停止模式下TP6的电压。13）停止电流此参数为模拟键盘停止模式下通过TC-161电动机的电流。14）手元拔出电压此参数为异常模式下TP6的电压。15）手元拔出电流此参数为异常模式下通过TC-161电动机的电流二、系统的总体设计根据上一章的
