基于小功率三極管管腳自動(dòng)判斷電路設計

　　在電子技術(shù)中，三極管是使用極其普遍的一種元器件，三級管的參數與許多電參量的測量方案、測量結果都有十分密切的關(guān)系，因此，在電子設計中，三極管的管腳、類(lèi)型的判斷和測量非常重要。測量三極管管腳的方法有多種，其中實(shí)驗室常用的是利用萬(wàn)用表和三極管各管腳的特點(diǎn)進(jìn)行測量，但由于三極管各個(gè)引腳間的電壓、電流關(guān)系復雜，且三極管本身體積較小，給測量帶來(lái)很大不便，而目前市場(chǎng)上還沒(méi)有對三極管管腳、類(lèi)型自動(dòng)判別的裝置。因此，設計出一款能夠自動(dòng)判別三極管管腳、類(lèi)型的電路顯得尤為重要。

　　1 硬件電路組成原理

　　根據目前常用三極管的類(lèi)型及管腳排列方式，設計的自動(dòng)判別電路包含中心控制單元、轉換電路、檢測放大電路和顯示電路四個(gè)部分，如圖1 所示，其中用AT89C2051 作為中心控制單元。

　　2 硬件電路設計

　　圖2 所示為三極管管腳類(lèi)型自動(dòng)判別硬件電路原理圖，該硬件電路主要包括單片機AT89C2051、反相器CD4069、光電耦合器4N25、74LS06、74LS07、若干電阻和電容等元器件。

　　圖2 判別電路原理圖

　　首先由單片機的P3.0~P3.2 口送出三位二進(jìn)制碼(高低不同的電平)，分別送至三極管的1、2、3號引腳。對于不同的三極管，在單片機送出不同的編碼時(shí)，其1、2、3 號引腳上的電流方向不同，有流入和流出兩種情況，用兩只光電耦合器反向并聯(lián)來(lái)檢測哪個(gè)方向上有電流通過(guò)，此時(shí)三位二進(jìn)制碼變成六位二進(jìn)制碼。將檢測到的來(lái)自光電耦合器的電信號進(jìn)行放大，由于此時(shí)輸出的信號并非標準的高低電平，不能直接被單片機識別，相位也不符合要求，故加一級反相器CD4069 進(jìn)行反相，然后將反相器輸出的標準的六位二進(jìn)制碼送至單片機的P1.0~P1.5 口。單片機根據從P1 口讀出的數據與單片機內部預先寫(xiě)入的數據進(jìn)行比較，當滿(mǎn)足相應的條件時(shí)從P3.3~P3.7 口輸出檢測結果，最后用發(fā)光二極管來(lái)顯示對應的三極管類(lèi)型。

　　3 軟件設計

　　由于常用的中小功率三極管中NPN 的三極管管腳排列順序有EBC、ECB、BCE 三種(有極少數例外，可忽略不計)，而PNP 的只有EBC 一種排列順序。所以，按照此規律進(jìn)行軟件的編寫(xiě)?？傮w編程思想是在各種不同管腳排列順序的三極管三個(gè)管腳上加上不同電壓，測試其電流情況并將其轉化為二進(jìn)制碼。將這些二進(jìn)制碼寫(xiě)入單片機，外部輸入的數據與單片機內部的二進(jìn)制碼進(jìn)行比較，如果讀入數據與內部事先寫(xiě)入的某個(gè)數據相等，則所測的三極管就為這個(gè)數據所對應的三極管的管型和管腳，然后用對應的發(fā)光二極管點(diǎn)亮指示出管型、管腳。

　　軟件主程序流程圖如圖3 所示。

　　對應的程序為：

　　ORG 0000H

　　AJMP MAIN

　　ORG 0030H

　　MAIN: MOV A,#00H

　　EBC: MOV P3,#0F8H

　　MOV P3,#0F9H

　　ACALL DEL1

　　MOV P1,#0FFH

　　MOV A,P1

　　CJNE A,#0E9H,BEC

　　S1: MOV P3,#0F4H

　　AJMP S1

　　BEC: MOV A,#00H

　　MOV P3,#0F8H

　　MOV P3,#0F9H

　　ACALL DEL1

　　MOV P1,#0FFH

　　MOV A,P1

　　CJNE A,#0E1H,ECB

　　S2: MOV P3,#0ECH

　　AJMP S2

　　ECB: MOV A,#00H

　　MOV P3,#0F8H

　　MOV P3,#0FDH

　　ACALL DEL1

　　MOV P1,#0FFH

　　MOV A,P1

　　CJNE A,#0D9H,EBC1

　　S3: MOV P3,#0DDH

　　AJMP S3

　　EBC1: MOV A,#00H

　　MOV P3,#0F8H

　　MOV P3,#0FEH

　　ACALL DEL1

　　MOV P1,#0FFH

　　MOV A,P1

　　CJNE A,#0D6H,E

　　S4: MOV P3,#7BH

　　AJMP S4

　　E: MOV P3,#00H

　　ACALL DEL1

　　MOV P3,#0F8H

　　ACALL DEL1

　　AJMP E

　　DEL1: MOV R5,#01H

　　D1: MOV R6,#0FFH

　　D2: MOV R7,#0FFH

　　D3: DJNZ R7,D3

　　DJNZ R6,D2

　　DJNZ R5,D1

　　RET

　　END

　　圖4 所示為制作的PCB 板圖，實(shí)物制作成功后，取一只三極管，將管腳按1、2、3 順序插入產(chǎn)品的測試孔中，保證接觸良好，然后按下電源鍵，系統自動(dòng)復位后運行，由LED 指示出所測三極管對應的管型和管腳。LED 燈的順序與管腳管型是一一對應的，若左邊第一只LED 燈亮則所測三極管為NPN型，管腳排列順序為BEC;若左邊第二只LED 燈亮則所測三極管為PNP 型，管腳排列順序為EBC;若左邊第三只LED 燈亮則所測三極管為NPN 型，管腳排列順序為ECB;若左邊第四只LED 燈亮則所測三極管為NPN 型，管腳排列順序為EBC;若四只LED 燈同時(shí)閃爍則可能是被測三極管已壞或有引腳接觸不良，單片機中未寫(xiě)該管型對應的程序。

　　在制作實(shí)物的過(guò)程中，可以從左至右依次在LED燈的一側標明所對應的管腳和類(lèi)型，也可以用不同顏色的LED 燈來(lái)顯示不同的管腳和管型。

　　4 結論

　　根據硬件電路和軟件設計進(jìn)行電路的焊接和調試，設計所得的判別儀可以快速準確地判斷小功率三極管的管腳和類(lèi)型，并由相應的指示電路顯示出判斷結果，比用萬(wàn)用表測量要方便快捷很多。

　　本設計由于采用單片機作為中心控制單元，故可擴展性強。比如可在本作品的基礎上增加測量三極管β 值的電路，可用數碼管顯示出β 值。另外，本設計現在只能測量常見(jiàn)中小功率的三極管，若加上驅動(dòng)電路、限流電路，修改部分源程序也可測量大功率三極管。