传统的晶体管示踪器体积大，屏幕小，无法备份。于CPLD的特点，设计了以CPLD控制器为核心的数据采集电路。与传统的晶体管图形仪器相结合，通过单片机和串行通信在微机上显示晶体管的特性曲线。
计的CPLD控制器满足微控制器，存储器和A / D转换器之间的同步协调要求，改善了原有图形器件的缺陷，实现和扩展了仪器的功能。体管的特性曲线; CPLD控制器;同步适应; A / d转换器分类号：TP23文献代码：A文章编号：1004-373X（2009）21-213-03Conception CPLD控制器，用于曲线晶体管GrapherGAO雷（摘要：曲线燃烧器在这种传统的晶体管大体积和小屏幕的弱点，并且他是无法保存graphes.Conformément属性CPLD，数据获取电路的设计相结合的前作家晶体管曲线LCPD控制器使用通过串行端口的单芯片计算机和通信，晶体管的特性曲线显示在计算机上。CPLD控制器回答同步需要单片计算机，RAM和A / d转换器之间计算器，在克服老Grapher的弱点，实现并扩展了仪器的性能。键词：晶体管特性曲线，CPLD控制器;同步离子;电路设计中A / D转换器的晶体管图用电子设备，可以显示晶体管输入特性，输出曲线和传输特性等参数。不仅可以测量晶体二极管和三极管，还可以测量FET，隧道二极管，单结晶体管，晶闸管和光耦合器。而，传统的晶体管图形仪器具有电路复杂，体积大，示波器管显示屏小，能耗大等缺点。格高。着硬件和软件技术，单片机技术和EDA技术的不断发展，以及其在电子电气测量技术中的应用，晶体管图仪器的结构发生了深刻的变化，工作原理和功能，成为数字化和智能化的虚拟仪器。文档设计的晶体管图形仪器是一种新型仪器，它扩展了仪器的功能，此外还减少了原有仪器的不足：图形备份，数据处理，灵活的界面显示，高可操作性，高性能和物有所值。统的晶体管框图和操作原理在现有的晶体管示踪剂的系统结构的结构的优点框图[1，2]中，每个模块由完全的模拟电路和数字脉冲电路，恒温阀芯它属于结构完整的硬件，如图1所示。
主要包括步进电流发生器，扫描电压发生器，垂直放大器，水平放大器和示波器。图中，W是负载电阻，R是电流采样电阻，T是测量的三极管。极管输出特性曲线是集电极电压和电流之间的关系，只要基极电流是恒定的。
测量三极管的输出特性曲线时，步进电流发生器施加不在T的基极的电流信号，并且扫描电压发生器将扫描电压施加到吸收环。步进电流的每个步骤期间T。过整流50Hz AC获得扫描电压。样电阻R上的集电极电流（代表集电极电流）的电压降垂直放大，并施加到示波器的垂直偏转板上，T的集电极电压水平放大。用于摆动管的水平偏转。板上。周期性地重复施加的步进电流和扫描电压时，可以在示波器管上显示三极管的输出特性曲线。图2与图1相比示出了该方案的示意图，所不同的是，如下所示：“扩增垂直”，“水平放大”和“示波器”被取消，该函数是由假定主计算机，增加了诸如单片机，CPLD，存储器和A / D转换器的组件。构成数据采集电路。操作期间，主计算机发送的数据获取命令到一个单片微型计算机，其在通过发电机一步一步电流T的基极通过步骤施加信号电流步骤和施加电压通过扫描电压发生器扫描到T的集电极回路;同时，CPLD控制器控制A / D转换器和存储器快速采集和存储电压和电流数据。存储器中的数据已满时，CPLD控制器将一个采集结束信号发送到MCU，MCU通过串口将其发送到主机进行处理和显示。整的图表需要此类型的多个流程。系统还可以在不使用设备如CPLD和存储器的执行数据采集，但作为芯片微型计算机的工作速度相对较慢，（在有限的时间收集点的数量期扫描电压，5 ms）低，曲线不是很精确。用CPLD和内存后，收集的点数密集，曲线更加逼真。系统的关键是设计CPLD控制器，以解决微控制器，存储器和模数转换器之间的时间协调关系。据采集电路的功能模块确定数据采集电路的组成，如图2所示。了微控制器，控制器，存储器和A / D转换器之外，还有地址计数器和数据锁。A / D转换器和数据锁定A / D转换器是数据采集电路的基本组成部分之一，它使用Maxim的MAX197 [3]。MAX197是一款12位多量程A / D转换器，具有8个模拟信号输入和8条输出数据线，分为4位高和8位低输出，由HBEN端子控制。时钟频率为2 MHz时，转换时间为6μs。MAX197开始转换时，它必须输入一个8位控制字。果控制字由MCU提供，则开始时间延长并且难以提高采集速率。
此，此处使用74LS373 [4]数据锁来记录控制字。址生成器的存储器和存储器使用两个2114 [4]，这是一个4 b×1K的静态RAM。访问数据时，除了从外部提供芯片选择信号和读/写信号之外，2114还必须提供地址信号。址信号由地址发生器产生，地址发生器实际上是一个计数器。制器控制器[5]是数据采集电路的核心，由内部CPLD模块实现。CPLD在此使用Altera的EPM7064。述EPM7064 [6]具有64个宏单元，1250个可用门和36针I / O从可行性的观点来看，RAM，地址生成器，所述74LS373和控制器都可以是同时在CPLD中，RAM需要100个部分。用CPLD实现将占用大量资源，只有EPM7064的一个元素是不够的。此，为了节省资源和降低成本，这里使用外部RAM2114 74LS373也采用外部连接模式，主要考虑端口不足。此，只有控制器和地址发生器被安排在CPLD内部（在图3的虚线内）。制器结构的设计确定采集点的数量和晶体管特性曲线的控制器接口要求，输出特性曲线是最复杂的。出特性曲线通常由8到10行组成。该系统中，每条线路连接50个点。个点由电压值和电流值确定。
个电压（或电流）数据占用两个字节的存储器单元（12个数字位）和每个字节曲线的电压值（或电流值）。电压和电流必须在同一时间被收集，但保存A / d转换器和其它设备，电压和电流在不同的扫描周期被组织，作为采集时间是从相应扫描周期的开始时间分离。对一的通信保证了精度，时间误差为1μs。扫描电压的上升时段期间执行每组电压或电流数据的获取。过将AC电压整流50Hz产生扫描电压，使得每个扫描电压持续10ms并且扫描电压的上升时间为5ms。
果必须在5 ms内采集50个数据，则每个数据需要100μs。10条曲线将需要20个扫描周期。个数据采集时间（100微秒）期间，控制器在第一锁存器74LS373读取“控制字”，并将其发送给A / d转换器，用于启动A / d转换器的操作，并输入转换的等待状态。换完成后，控制器读取A / D转换器数据的高字节和低字节并将其存储在RAM中，并等待下一个采集周期。50次数据采集结束后，控制器将采集结束信号发送到微控制器。此，控制器必须产生74LS373读信号，A / D转换芯片选择/读/写信号，存储芯片选择/读/写信号，发生器时钟寻址和擦除信号等，并接受来自微控制器的采集控制信号。有50 Hz AC的同步信号，返回到MCU采集信号的末尾。制器内部形成控制器内部（见图4）。要模块是计数器，脉冲分频器和触发器。数器为十六进制，输入时钟周期为1μs，因此计数器为100μs（即数据采集时间）。冲分频器的功能是将时间分为100μs，以便每1μs（根据需要）传输脉冲。发器由脉冲分频器触发，以产生任何宽度的脉冲（见图5）。该图中，COUNT100_Y18模块[8，9]实现计数器100个扇区和脉冲分配器DFFA1〜DFFA4的功能得到改善d翻转组件[10]。DFFA2的R1~R3设定为0，第一端的S1~S3，DFFA2，DFFA3和DFFA4具有相同的结构。在用于连接到RAM的两个控制信号，即读/写信号SRAM_OE和芯片选择信号SRAM_WE。个控制信号被连接到A / d转换器，即，芯片选择信号A / D_CE，写入A / D_WR信号，读取信号A / D_RD和选择信号和高字节A / D_HEEN。址计数器和74LS373锁存器的控制信号也适用于上述时序。制器工作过程控制器输出的时序图如图5所示.MCU首先在触发器中记录一个控制字，设置输入模拟通道，输入通道的范围，电源关闭模式以及内部和外部时钟选择信息，然后向控制器发送采集命令（Start_A / D变为高电平）。COUNT100_Y18开始计数并产生脉冲，通过触发器在不同时间产生不同宽度的脉冲。一至第四脉冲COUNT100_Y18生成转换器芯片选择信号A / DA / D_CS和读信号74LS373（图5的波形1），并且所述第二脉冲产生写信号A / DA / D_WR转换器（波形2）将74LS373数据写入MAX197并启动A / D以开始转换。换结束后（第8个脉冲终止转换），第10至第14脉冲COUNT100_Y18生成转换器芯片选择信号A / DA / D_CS和芯片选择信号RAM2 SRAM_CE（图5个波形3和5），11H~脉冲14H产生A / D转换器的读信号A / D_RD（图3的波形7）。
15脉冲HH变为A / D_HEEN的高状态，交叉的高字节数据，而脉冲〜1BH 17H生成新的A / D_CS，SRAM_CE，A / D_RD和SRAM_WE（图5的形式4，6，8和10），将数据的高4位存储在存储器中。些数据的收集已完成。时间达到100μs时，重复上述过程以收集以下数据。RAM为100字节满时，控制器将采集结束信号返回给MCU，该批量通过串口将100字节数据传输到主机。论在设计过程中，COUNT100_Y18模块和DFFA1到DFFA4首先写入在VHDL，编译的和模拟的由Max PLUSII [5，7]，然后连接到每个模块，以形成从所述上层一个图形文件（图5）。译并模拟顶级图形文件，然后在通过后将程序下载到芯片中。MCU主要写入显示程序，当前梯形图驱动程序和串行通信程序，所有这些都经过调试。算机的上界面采用VB语言实现，图像清晰美观，控制实用。
究结果表明，CPLD技术用于改造传统的晶体管图形仪器，效果明显，性能大大提高。
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