基于cpld的微型繼電器時間參數(shù)測試儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型一種基于CPLD的微型繼電器時間參數(shù)測試儀。它是由模擬電路單元和CPLD單元構(gòu)成，測量電路中無須使用微處理器，模擬電路單元包括繼電器額定電壓產(chǎn)生單元、額定電壓選擇單元、采樣單元，其中繼電器額定電壓產(chǎn)生單元電信號連接額定電壓選擇單元，額定電壓選擇單元電信號連接被測繼電器，被測繼電器電信號連接采樣單元，采樣單元電信號連接CPLD單元，CPLD單元分別電信號連接額定電壓選擇單元和外部顯示電路，外部晶振與外部按鍵（KEY）電信號連接CPLD單元。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)、實用性強(qiáng)，綜合應(yīng)用了模擬、數(shù)字電子技術(shù)，實現(xiàn)了繼電器多個時間參數(shù)的測量。
【專利說明】基于CPLD的微型繼電器時間參數(shù)測試儀
[0001](一)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本實用新型涉及一種繼電器時間參數(shù)測試儀，具有吸合時間、釋放時間、觸點回跳時間的測量功能，屬于電子器件測試類。
[0003](二)【背景技術(shù)】
[0004]微型繼電器作為一種電子元器件，在很多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。為了保證系統(tǒng)設(shè)計的可靠性，用戶需要篩選出滿足應(yīng)用需要的繼電器，這就要求用戶對繼電器的工作性能十分清楚，而繼電器的時間參數(shù)是反映其工作性能的一項重要指標(biāo)。因此，微型電磁繼電器的時間參數(shù)對使用者顯得十分重要。
[0005]在繼電器出廠時，廠家只是對產(chǎn)品進(jìn)行了出廠抽檢。由于使用繼電器的用戶很多，在使用時，經(jīng)常需要對每個繼電器進(jìn)行篩選。目前，針對繼電器時間參數(shù)的測試裝置，有些通過設(shè)置一個電壓，用示波器觀察觸點壓降波形來人工測量繼電器時間參數(shù)，這種方法需要改變繼電器工作電壓，設(shè)置一個啟動信號，顯然其靈活性不夠，測量結(jié)果不易量化；有些測試裝置需要微處理器，功能也很強(qiáng)大，做產(chǎn)品的出廠檢測非常適合，但是對于零散用戶而言，這些測試裝置操作復(fù)雜，價格昂貴?？梢姡瑐鹘y(tǒng)的測試方法不適合用于對繼電器進(jìn)行篩選，用戶需要的是一種便攜的、低成本的、操作靈活的測量微型繼電器時間參數(shù)的測試裝置。為此，本實用新型提出了一種基于單片CPLD的微型繼電器時間參數(shù)測試電路，它可以對不同類型、不同額定工作電壓(可測量額定電壓為3.3V、5V、12V、24V)的微型繼電器進(jìn)行時間參數(shù)的測量，測量范圍廣，便于使用者作為便捷的測試工具。
[0006](三)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)、實用性強(qiáng)，綜合應(yīng)用了模擬、數(shù)字電子技術(shù)，實現(xiàn)了繼電器多個時間參數(shù)測量的基于CPLD的微型繼電器時間參數(shù)測試儀。
[0008]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:它是由外部顯示電路、外部晶振、外部按鍵、模擬電路單元和CPLD單元構(gòu)成，測量電路中無須使用微處理器，模擬電路單元包括繼電器額定電壓產(chǎn)生單元、額定電壓選擇單元、采樣單元，其中繼電器額定電壓產(chǎn)生單元電信號連接額定電壓選擇單元，額定電壓選擇單元電信號連接被測繼電器，被測繼電器電信號連接采樣單元，采樣單元電信號連接CPLD單元，CPLD單元分別電信號連接額定電壓選擇單元和外部顯示電路，外部晶振與外部按鍵(KEY)電信號連接CPLD單元。
[0009]本實用新型還有這樣一些技術(shù)特征:
[0010]1、所述的CPLD單元包括時基單元、計數(shù)單元、鎖存單元、譯碼單元、控制邏輯單元、鍵盤狀態(tài)單元、位碼產(chǎn)生單元和段碼輸出單元，CPLD單元可根據(jù)使用的邏輯資源多少確定，外部晶振、鍵盤狀態(tài)單元分別電信號連接時基單元，時基單元分別電信號連接計數(shù)單元、控制邏輯單元、位碼產(chǎn)生單元和采樣單元，計數(shù)單元電信號連接鎖存單元，鎖存單元電信號連接譯碼單元，譯碼單元電信號連接段碼輸出單元(6選I的Sbit數(shù)據(jù)選擇器)，采樣單元和鍵盤狀態(tài)單元電信號連接控制邏輯單元，控制邏輯單元電信號連接計數(shù)單元和鎖存單元，位碼產(chǎn)生單元電信號連接段碼輸出單元，外部按鍵(KEY)電信號連接鍵盤狀態(tài)單元。
[0011]2、所述的時基單元包括分頻單元和數(shù)據(jù)選擇單元，外部晶振電信號連接分頻單元，分頻單元分別電信號連接數(shù)據(jù)選擇單元、控制邏輯單元、位碼產(chǎn)生單元和采樣單元，鍵盤狀態(tài)單元電信號連接數(shù)據(jù)選擇單元。
[0012]3、所述的計數(shù)單元包括計數(shù)器，鎖存單元包括鎖存器，譯碼單元包括譯碼器。
[0013]本實用新型的模擬電路中，被測繼電器接入測量端，測量端連接由二極管、三極管構(gòu)成的驅(qū)動電路和額定電壓選擇單元，三極管的基極連接CPLD單元輸出的IHz測量速度控制脈沖X，額定電壓選擇單元連接繼電器額定電壓產(chǎn)生單元，CPLD單元連接外部顯示電路和額定電壓選擇單元。采樣電路Y、Z端引出的TTL信號可以完全反應(yīng)繼電器工作的時序特性，同時將Y、Z信號送到CPLD單元。
[0014]本實用新型為了解決現(xiàn)有的繼電器時間參數(shù)測試裝置不利于使用者對進(jìn)行繼電器篩選的問題，提出了一種結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)、實用性強(qiáng)的微型電磁繼電器時間參數(shù)(吸合時間、釋放時間、觸點回跳時間)測試儀，綜合應(yīng)用了模擬、數(shù)字電子技術(shù)，實現(xiàn)了繼電器多個時間參數(shù)的測量。本實用新型的有益效果是，只用單片CPLD完成了全部控制，測量，顯示，實現(xiàn)了繼電器時間參數(shù)的測量，準(zhǔn)確度高，顯示直觀，模擬電路簡單，操作方便靈活等功能。
[0015](四)【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的原理示意圖。
[0017]圖2是CPLD單元原理示意圖。
[0018]圖3是額定電壓選擇單元和采樣單元的原理示意圖。
[0019](五)【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進(jìn)一步說明:
[0021]本實施例是由外部顯示電路、外部晶振、外部按鍵、模擬電路單元和CPLD單元構(gòu)成，測量電路中無須使用微處理器，模擬電路單元包括繼電器額定電壓產(chǎn)生單元、額定電壓選擇單元、采樣單元，其中繼電器額定電壓產(chǎn)生單元電信號連接額定電壓選擇單元，額定電壓選擇單元電信號連接被測繼電器，被測繼電器電信號連接采樣單元，采樣單元電信號連接CPLD單元，CPLD單元分別電信號連接額定電壓選擇單元和外部顯示電路，外部晶振與外部按鍵(KEY)電信號連接CPLD單元。
[0022]CPLD單元包括時基單元、計數(shù)單元、鎖存單元、譯碼單元、控制邏輯單元、鍵盤狀態(tài)單元、位碼產(chǎn)生單元和段碼輸出單元，CPLD單元可根據(jù)使用的邏輯資源多少確定，外部晶振、鍵盤狀態(tài)單元分別電信號連接時基單元，時基單元分別電信號連接計數(shù)單元、控制邏輯單元、位碼產(chǎn)生單元和采樣單元，計數(shù)單元電信號連接鎖存單元，鎖存單元電信號連接譯碼單元，譯碼單元電信號連接段碼輸出單元(6選I的Sbit數(shù)據(jù)選擇器)，采樣單元和鍵盤狀態(tài)單元電信號連接控制邏輯單元，控制邏輯單元電信號連接計數(shù)單元和鎖存單元，位碼產(chǎn)生單元電信號連接段碼輸出單元，外部按鍵(KEY)電信號連接鍵盤狀態(tài)單元。時基單元包括分頻單元和數(shù)據(jù)選擇單元，外部晶振電信號連接分頻單元，分頻單元分別電信號連接數(shù)據(jù)選擇單元、控制邏輯單元、位碼產(chǎn)生單元和采樣單元，鍵盤狀態(tài)單元電信號連接數(shù)據(jù)選擇單元。計數(shù)單元包括計數(shù)器，鎖存單元包括鎖存器，譯碼單元包括譯碼器。
[0023]結(jié)合圖1，CPLD單元和模擬電路單元兩部分通過2個繼電器開關(guān)狀態(tài)輸入信號Y、Z，4個按鍵信號，6個數(shù)碼管位選信號，8個數(shù)碼管段碼信號，狀態(tài)指示LED信號包括:4個電壓選擇指示信號、3個觸點類型選擇指示信號、I個單位指示信號MS, 2個繼電器電壓選擇控制信號相連。CPLD單元采用EPM570。外部晶振(系統(tǒng)時鐘)為10M，外部按鍵根據(jù)需要定義了四個按鍵，分別用于切換被測繼電器的額定工作電壓、選擇計數(shù)器的計數(shù)時鐘、被測繼電器的觸電類型以及時間參數(shù)。繼電器額定電壓產(chǎn)生單元使用AC-DC模塊將220V變換得到5V、24V，再通過78L12將24V電壓降壓得到12V, LMl 17/3.3V將5V變換得到3.3V。
[0024]結(jié)合圖2，CPLD單元的系統(tǒng)時鐘為IOMHz被送到時基單元。在時基單元分頻得到所需的時鐘信號:lus、10us、IOOus的計數(shù)脈沖、位碼時鐘和IHz測量速度控制脈沖X。同時，定義的四個功能按鍵經(jīng)過鍵盤狀態(tài)單元后產(chǎn)生對應(yīng)功能的控制信號，時基鍵的信號經(jīng)過鍵盤狀態(tài)單元進(jìn)行功能碼變化后輸出BA[1..0]，以選擇時基單元產(chǎn)生的計數(shù)脈沖CLK。位碼時鐘被送至位碼產(chǎn)生單元得到數(shù)碼管位碼信號DIG[5..0]和6選I的SBit數(shù)據(jù)選擇器的控制信號Q[2..0]。
[0025]時基單元輸出的CLK作為計數(shù)器的計數(shù)脈沖被送至計數(shù)單元，計數(shù)單元的計數(shù)值經(jīng)過鎖存器鎖存，鎖存后再經(jīng)過譯碼器譯碼，6選I的SBit數(shù)據(jù)選擇器對譯碼結(jié)果選擇后輸出段碼信號SM[7..0]，完成外部六位數(shù)碼管的動態(tài)掃描顯示。參數(shù)選擇按鍵的信號經(jīng)過鍵盤狀態(tài)單元進(jìn)行功能碼變化后輸出信號H[3..0]，被送至控制邏輯單元與信號X、Y、Z經(jīng)過邏輯運(yùn)算得到計數(shù)允許信號CET/CEP控制計數(shù)器計數(shù)允許、計數(shù)器清零信號MR清零以及鎖存器的鎖存使能EN。
[0026]電壓選擇鍵的信號經(jīng)過鍵盤狀態(tài)單元進(jìn)行功能碼變化后輸出為圖3中的W、Vl控制被測繼電器的電壓選擇，鍵盤狀態(tài)單元通過對電壓選擇鍵的信號、類型選擇鍵的信號的處理，輸出狀態(tài)指示LED信號，包括電壓指示燈信號LED[3..0]和類型指示燈信號L[2..0]。
[0027]在圖3中，額定電壓切換單元的輸入3.3V、5V、12V、24V來自于電源電路，先經(jīng)過雙刀雙擲繼電器選擇，輸出連接至單刀雙擲繼電器的輸入端。驅(qū)動電路由二極管和三極管組成，為雙刀雙擲繼電器和單刀雙擲繼電器提供驅(qū)動。CPLD產(chǎn)生的信號VO、Vl (結(jié)合圖2)控制驅(qū)動電路，實現(xiàn)電壓的切換。單刀雙擲繼電器的輸出連接至自恢復(fù)保險絲，防止電流過大，燒壞被測繼電器。額定電壓切換單元的輸出PWR接至被測繼電器的驅(qū)動電路，為被測繼電器供電。CPLD產(chǎn)生的IHz的脈沖X控制測量速度，被測繼電器接線端接被測繼電器，被測繼電器開關(guān)過程中產(chǎn)生的信號Y、Z送至CPLD。
【權(quán)利要求】
1.一種基于CPLD的微型繼電器時間參數(shù)測試儀，它包括外部顯示電路、外部晶振、夕卜部按鍵，其特征在于它還包括模擬電路單元和CPLD單元，模擬電路單元包括繼電器額定電壓產(chǎn)生單元、額定電壓選擇單元、采樣單元，其中繼電器額定電壓產(chǎn)生單元電信號連接額定電壓選擇單元，額定電壓選擇單元電信號連接被測繼電器，被測繼電器電信號連接采樣單元，采樣單元電信號連接CPLD單元，CPLD單元分別電信號連接額定電壓選擇單元和外部顯示電路，外部晶振與外部按鍵電信號連接CPLD單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CPLD的微型繼電器時間參數(shù)測試儀，其特征在于所述的CPLD單元包括時基單元、計數(shù)單元、鎖存單元、譯碼單元、控制邏輯單元、鍵盤狀態(tài)單元、位碼產(chǎn)生單元和段碼輸出單元，外部晶振、鍵盤狀態(tài)單元分別電信號連接時基單元，時基單元分別電信號連接計數(shù)單元、控制邏輯單元、位碼產(chǎn)生單元和采樣單元，計數(shù)單元電信號連接鎖存單元，鎖存單元電信號連接譯碼單元，譯碼單元電信號連接段碼輸出單元，采樣單元和鍵盤狀態(tài)單元電信號連接控制邏輯單元，控制邏輯單元電信號連接計數(shù)單元和鎖存單元，位碼產(chǎn)生單元電信號連接段碼輸出單元，外部按鍵電信號連接鍵盤狀態(tài)單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于CPLD的微型繼電器時間參數(shù)測試儀，其特征在于所述的時基單元包括分頻單元和數(shù)據(jù)選擇單元，外部晶振電信號連接分頻單元，分頻單元分別電信號連接數(shù)據(jù)選擇單元、控制邏輯單元、位碼產(chǎn)生單元和采樣單元，鍵盤狀態(tài)單元電信號連接數(shù)據(jù)選擇單元。
【文檔編號】G01R31/327GK203643574SQ201320739458
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】童子權(quán), 楊少軍, 姜月明, 竇乃英, 熊浩東 申請人:哈爾濱理工大學(xué)