一款實(shí)用的三極管自動判斷管腳電路設(shè)計(jì)方案

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(shù)與許多電參量的測量方案、測量結(jié)果都有十分密切的關(guān)系，因此，在電子設(shè)計(jì)中，三極管的管腳、類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(yàn)室常用的是利用萬用表和三極管各管腳的特點(diǎn)進(jìn)行測量，但由于三極管各個引腳間的電壓、電流關(guān)系復(fù)雜，且三極管本身體積較小，給測量帶來很大不便，而目前市場上還沒有對三極管管腳、類型自動判別的裝置。因此，設(shè)計(jì)出一款能夠自動判別三極管管腳、類型的電路顯得尤為重要。
1硬件電路組成原理
根據(jù)目前常用三極管的類型及管腳排列方式，設(shè)計(jì)的自動判別電路包含中心控制單元、轉(zhuǎn)換電路、檢測放大電路和顯示電路四個部分，如圖1所示，其中用AT89C2051作為中心控制單元。

圖1判別儀的系統(tǒng)方框圖

2硬件電路設(shè)計(jì)
圖2所示為三極管管腳類型自動判別硬件電路原理圖，該硬件電路主要包括單片機(jī)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(jī)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(jī)送出不同的編碼時，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)來檢測哪個方向上有電流通過，此時三位二進(jìn)制碼變成六位二進(jìn)制碼。將檢測到的來自光電耦合器的電信號進(jìn)行放大，由于此時輸出的信號并非標(biāo)準(zhǔn)的高低電平，不能直接被單片機(jī)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(biāo)準(zhǔn)的六位二進(jìn)制碼送至單片機(jī)的P1.0~P1.5口。單片機(jī)根據(jù)從P1口讀出的數(shù)據(jù)與單片機(jī)內(nèi)部預(yù)先寫入的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)滿足相應(yīng)的條件時從P3.3~P3.7口輸出檢測結(jié)果，最后用發(fā)光二極管來顯示對應(yīng)的三極管類型。
3軟件設(shè)計(jì)
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(shù)例外，可忽略不計(jì))，而PNP的只有EBC一種排列順序。所以，按照此規(guī)律進(jìn)行軟件的編寫?？傮w編程思想是在各種不同管腳排列順序的三極管三個管腳上加上不同電壓，測試其電流情況并將其轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制碼。將這些二進(jìn)制碼寫入單片機(jī)，外部輸入的數(shù)據(jù)與單片機(jī)內(nèi)部的二進(jìn)制碼進(jìn)行比較，如果讀入數(shù)據(jù)與內(nèi)部事先寫入的某個數(shù)據(jù)相等，則所測的三極管就為這個數(shù)據(jù)所對應(yīng)的三極管的管型和管腳，然后用對應(yīng)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。

圖3程序流程圖

對應(yīng)的程序?yàn)椋?/p>

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(tǒng)自動復(fù)位后運(yùn)行，由LED指示出所測三極管對應(yīng)的管型和管腳。LED燈的順序與管腳管型是一一對應(yīng)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?yàn)锽EC;若左邊第二只LED燈亮則所測三極管為PNP型，管腳排列順序?yàn)镋BC;若左邊第三只LED燈亮則所測三極管為NPN型，管腳排列順序?yàn)镋CB;若左邊第四只LED燈亮則所測三極管為NPN型，管腳排列順序?yàn)镋BC;若四只LED燈同時閃爍則可能是被測三極管已壞或有引腳接觸不良，單片機(jī)中未寫該管型對應(yīng)的程序。

在制作實(shí)物的過程中，可以從左至右依次在LED燈的一側(cè)標(biāo)明所對應(yīng)的管腳和類型，也可以用不同顏色的LED燈來顯示不同的管腳和管型。
4結(jié)論
根據(jù)硬件電路和軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行電路的焊接和調(diào)試，設(shè)計(jì)所得的判別儀可以快速準(zhǔn)確地判斷小功率三極管的管腳和類型，并由相應(yīng)的指示電路顯示出判斷結(jié)果，比用萬用表測量要方便快捷很多。
本設(shè)計(jì)由于采用單片機(jī)作為中心控制單元，故可擴(kuò)展性強(qiáng)。比如可在本作品的基礎(chǔ)上增加測量三極管β值的電路，可用數(shù)碼管顯示出β值。另外，本設(shè)計(jì)現(xiàn)在只能測量常見中小功率的三極管，若加上驅(qū)動電路、限流電路，修改部分源程序也可測量大功率三極管。