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1、基于的分布式整流桥测试系统 摘要针对目前硅桥式整流器测试设备中功能单一，生产效率不高等问题，研制了以PC机为主机，分布在现场的各个单片机系统为下位机的主从式结构。单片机主要完成整流桥参数的测试和分选， PC机实现数据的显示、统计、存储、打印等功能，上下位机之间采纳RS-485总线进行通信。测试系统的主机通信软件是在Windows操作系统上，基于VB6.0开发的。利用了VB6.0供应的MSComm 通信控件访问串口，实现数据的接收和发送。数据在户外远距离传输时，为了提高抗干扰实力，避开雷击的危害，选择了既能抗雷击又能承受高达8kV的静电放电冲击的芯片SN75LBC184来完成单片机的TTL电平和
2、RS-485电平的相互转换。运用表明，该测试系统工作稳定牢靠，能显著提高生产效率，降低生产成本。 关键词整流器 自动测试 数据通信 单片机 分布式限制 中图分类号：TP206 文献标识码：A 文章编号：167375101(2022)101014502 一、引言 半导体硅桥式整流器封装后须要测试桥中每个二极管的正向工作电压和反向饱和电流这两个参数。生产管理部门须要对测试结果进行长期存档，并进行日统计、月统计，成品率及分档数据统计。目前以单片机为限制核心的测试系统只能实现整流桥测试和分选等一些简洁功能 ，对管理部门须要的一些具体统计信息，仍旧须要大量人工去完成。针对单片机测试系统的不足，研制了以P
3、C机为主机，单片机测试系统为从机的主从式结构。利用单片机完成整流桥的测试和分选，由PC机实现数据的处理、存储、显示和统计等功能。 二、系统组成与工作原理 测试系统的硬件组成如图1所示，整个系统主要由三部分构成。即：由一台PC机构成的上位机，单片机测试系统构成的下位机及接口总线等。 测试原理 单片机测试系统的硬件组成原理如图2所示。测试起先之前，先根据被测整流桥的型号，依据测试标准，通过键盘设置被测器件的测试参数，当然也可以由主机设定，再通过通信总线传输给单片机。 当被测整流桥到位后，机械装置给单片机一个信号，表示被测器件已打算好。单片机测试系统起先测试。对每个二极管测试结果可能是下面的三种状况
4、之一：断路、短路、正常。假如整流桥中任一只二极管出现断路或短路，则测试结束；假如没有出现上述状况，则系统再依次测试反向漏电流IR，正向电压UF等参数。其中有一个参数不合格将结束该器件的测试。单片机将测试结果保存到RAM中，并且通过LED数码管动态显示测试器件的总数，合格器件数。 反向漏电流IR测试 IR是指二极管两端加规定的反向电压时流过的反向电流。当此电流值小于规定值时，该参数测试合格。IR的测试原理如图3所示。测试起先，单片机发出测试信号，接通了高压电路和被测二极管的电流通路，此时二极管的反向电流被取样放大后，与设定的反向电流进行比较，若比门限电压低，输出高电平“1”，表示合格；反之，输出
5、低电平“0”，判为不合格。当该参数合格后，单片机再接着测试下一个参数UF。 正向电压UF测试 UF是指二极管流过一个正常工作范围之内的特定正向电流时，二极管两端的电压值，若该电压小于规定值，则该参数合格，测试原理如图4所示，其测试原理与IR的测试原理基本相同。 通信接口 在这种分布式限制系统中，PC机和单片机一般通过RS232C串行通信接口进行远距离通信。由于单片机测试系统分布在不同的生产车间，距离微机室较远。而RS232C通信接口标准规定最大传输距离不能超过50米。因此，本设计采纳了RS485总线来完成上下位机的远距离通信，通信距离可以增大到1.2km(速率101kb/s)，完全满足通信系统
6、远距离传输信息的要求。RS-485总线之所以能实现远距离的通信，主要缘由是采纳了平衡线路。各节点之间的通信都是通过一对或两对双绞线作为传输介质。总线两端分别接入两个120的电阻R1和R2，起阻抗匹配作用，目的是消退反射，汲取噪声。 实现单片机和RS485总线电平转换的接口驱动芯片许多，它们都能便利地构成RS485串行通信接口，这些芯片除了一些附加功能不一样外，其主要的收发功能和电路构成基本相同。由于信号在传输过程中会产生电磁干扰和终端反射，使有效信号和无效信号在传输线上相互迭加，严峻时会导致通信无法正常进行。为此，希望驱动器芯片设计成限斜率方式，使输出信号边沿不要过陡，以避开在传输线上产生过多
7、的高频重量，从而有效地遏制干扰的产生。另外，传输线有一部分架设于户外，这样接口芯片乃至整个系统有可能遭致雷击。因此希望芯片具有抗静电或抗雷击的功能，以避开此类损失。而SN75LBC184芯片具上述功能。它不但能抗雷击而且能承受高达8kV的静电放电冲击。驱动节点数为64，本设计选用了SN75LBC184来完成单片机的TTL电平和RS-485电平的相互转换。 PC机与RS-485总线接口采纳标准的RS232/485转换芯片S2-485。该芯片的一边连接PC机的标准9针串口，另一边连接RS-485总线。 在该系统中，PC机主要完成测试日期，器件型号，测试总数，合格品的总数，成品率的统计、显示和打印等
8、功能；还能进行月、季度及年终统计等功能。单片机测试系统的主要功能是设置被测器件的测试参数，完成器件的测试及测试结果的实时显示。单片机采纳的是89C51。该机有一个全双工的串行口。它不仅能实现双机之间的串行通信，而且还可以进行多机通信，利用单片机的串行口限制寄存器SCON即可实现。 三、数据通信 RS-485标准只对接口的电气特性做出规定，而不涉及接插件、电缆或协议，在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。 在分布式的通信系统中，通信是系统的关键，也是系统设计时首先应考虑的问题。 通信协议 系统进行数据通信过程中，经常混有干扰和噪声，为了正确的识别噪声和有效数据，通常在要传输的数据块前加两个字
9、节的协议头，在数据块的最终加校验和进行纠错。 本系统中帧格式包括：地址帧、吩咐帧、应答帧和数据帧。设定的帧格式如下： 地址帧：从主机传输给某个下位机的地址。两个字节。 地址应答帧：某个下位机将本机的状态(停机、运行、故障)及地址传给主机。 吩咐帧：两个字节。第一个字节为吩咐类型，分为读、写、故障复位三类：其次个字节为吩咐字段，指明吩咐的详细内容。 数据帧：双向传给。其格式为： 通信起始码及停止码各两个字节；上、下位机地址：一个字节；通信校验采纳求和校验。数据包括被测器件型号，测试总数；合格品数等。 数据应答帧：双向传给，两个字节。 波特率6000b/s。 通信过程 数据通信采纳主机轮询下位机的
10、方式。每次通信都是由主机发起。首先主机定时向下位机发送地址帧，这时的每台下位机都中断接收并与本机地址比较，地址不符的下位机不予理睬，中断返回后接着执行其他任务；相符，则把本机应答地址发送给主机，主机根据应答帧将各台下位机状态显示在主监控界面上。当上下位机间要进行点对点通信时，首先主机发送吩咐帧给下位机，地址相符的下位机将其串行口限制寄存器SCON的标记位SM2置0，反之则保持SM2为1，从而保证通信的一对一的连接。接着下位机依据主机的吩咐发送数据，然后等待主机回应，假如主机接收正确，则发送下一条数据；假如主机接收错误，吩咐下位机重新发送数据，超过三次则系统认为通信出现故障，主机进行故障报警，提
11、示用户通信中断。 通信系统软件设计 系统的主机通信软件是在Windows操作系统上，基于VB60开发的。并利用了VB60供应的MSComm通信控件，可以很便利地访问串口，实现数据的接收和发送，由于本系统用一台主机监控多台下位机，所以主机监控界面主要包括两个：首先是轮询界面，即主监控界面，可以监测到下位机的状态。下位机的台数可依据用户实际须要添加和删除，本系统默认是8台，系统设计最多可带64台下位机；其次对某一台下位机运行状况的显示，主要是显示下位机正在测试的器件型号，数量，合格品数量，成品率等统计信息。 四、结束语 分布式硅桥式整流器参数测试系统工作稳定牢靠，显著地提高了生产效率和信息管理水平
12、，节约了大量的劳动力。 参考文献： 1周洪楷.陈志传,“汽车沟通发电机雪崩整流桥测试技术探讨,”汽车电器, no. 1, pp.56-58, 2000. 2李圣明.曹玉强.孙清,“基于RS-485总线的分布式测控系统,”仪表技术与传感器, no. 11, pp. 22-24, 2004. 3吴铭,“分布式自动检测系统RS485通信网络的设计与实现,”工业限制计算机, no. 2, pp. 34-35, 2022. 4郭爱文.王静,“基于VB的分布式监控系统通信设计,”计算机与现代化，no. 3, pp. 83-88, 2001. 作者简介： 谢军芳，女，石家庄人，石家庄铁道学院电气工程分院硕士探讨生，探讨方向：数字信号处理及模式识别。 第8页 共8页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页