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智能电源板调试与编程日记（11）: chrujun 2009-7-8 00:20; 2009-07-06 星期一晴：上午电源板上所缺乏的器件，光隔、参考电源、反相器、缓冲器、三级管等器件终于到货了。花一个上午焊接好了两块电源板的剩余器件。通电后编程软件可以自动烧录程序，但复位后重新开机却没有任何反应。电源无法控制，电池电压也无法测量。吃中饭的时候也一直考虑这个问题是什么原因导致。想到一个可能的原因是编程软件编程后对编程控制信号DTR和RTS没有恢复，导致单片机始终处于复位状态。吃饭回来后将串口连接线拔掉后重新对电源板加电，发现电源可以控制，单片机的串口也在输出电源板状态信息。把串口线一连上电源板马上就不工作了。只好把电源板上连接DTR和RTS信号的三极管卸下，改用手工控制编程状态。之后测试电源板与采集板的隔离串行通信功能，测试结果正常。再对第二块电源板进行调试，也调试成功。到了晚上7点，两块电源板的调试任务完成。通过这十余天的工作，电源板的功能全部调试完成。尽管碰到了各种问题，但碰到问题只要仔细分析、并仔细阅读各种器件的数据手册，辅之以万用表、示波器和调试程序，问题得到了较快解决。; 个人分类: 地球物理及仪器|3521 次阅读|0 个评论

智能电源板调试与编程日记（10）: chrujun 2009-7-6 23:54; 2009-07-03 星期五晴：今天的目标是实现上位机通过串口对电源板各个电源进行控制。首先定义两者之间的控制协议，在单片机上定义一个字符数组接收上位机传来的控制命令。由于单片机平时处于待机状态，整个命令行的接收在中断函数里实现。通过定义两个位变量，实现了通过识别命令行起始字符和换行字符接收命令行功能。中断函数收到一个完整命令行后，通过对位变量置位通知主程序。主程序知道一个完整命令行收到后对命令进行处理。提取电源板控制信息。程序编好后测试发现串口没有输出了，中断能够正常响应，电源板也能够控制。通过多种手段，发现printf函数在开串口中断后死在发送第一个字符位置了。printf函数实际上是调用putchar函数实现串口输出。把KEIL C中putchar源程序找来，进行修改。同时在串口中断函数里对发送中断不处理，也就是不让TI=0。在putchar函数采用最简单的发送代码，把通信软握手有关的代码全删了。以查询方式输出字符。程序多次修改后终于实现了预期的功能。; 个人分类: 地球物理及仪器|3276 次阅读|0 个评论

智能电源板调试与编程日记（9）: chrujun 2009-7-5 21:30; 2009-07-02 星期四晴：通过查阅资料，觉得单片机的定时器0可以用上。将TIMER 0 设置成16位定时器模式，经计算大概33ms产生一次中断。在中断服务程序中再设计一个软件计数器，每计数到30对一个位变量置位，再重新计数。在主程序中检测该位变量的状态，如发现该位变量被中断服务程序置位时采集电池电压，向串口输出电源板状态信息，并将该位变量复位。其它时候则不输出电源板信息。主程序每循环一次就进入待机状态，只有中断发生后才继续运行。这样就保证了单片机系统以比较低的平均功耗运行。刚开始用状态寄存器PSW的FO作为状态变量，但不知为什么在主程序中检测不到F0的变化。估计是PSW的值在退出中断服务程序后被恢复了。定义一个全局位变量后，问题得到解决。实现了每秒钟输出一次电源板电池电压等状态信息。; 个人分类: 地球物理及仪器|3272 次阅读|0 个评论

智能电源板调试与编程日记（8）: chrujun 2009-7-5 21:26; 2009-07-01 星期三晴：为了进一步降低功耗，将15K二极管限流电阻进一步替换成47K电阻。换上后发光强度还可以。PMOS控制电路中的10K电阻也替换成47K电阻。替换后电源板的最大空载功耗下降到了934mA。相比没有改进前的最大空载功耗下降了21%。厂家给出的参数表明，每个DC/DC模块在12V输入电压下的空载功耗的典型值为240mW。由于单片机系统的功耗为310mW，由此可以算出DC/DC模块消耗的功耗为624mW。比厂家给出的典型值240*3=720mW要低。这说明主供电系统的其它部分消耗的功率很小了。下一步需要降低单片机系统在工作状态下的功耗。解决问题的思路是让单片机每秒钟采集一次电池电压，并发送到上位机。其余时间让单片机进入可以响应中断的待机状态。; 个人分类: 地球物理及仪器|3031 次阅读|0 个评论

智能电源板调试与编程日记（7）: chrujun 2009-7-3 23:04; 2009-06-30 星期二晴：今天主要是降低电源板在空载状态下的功耗。通过单片机内部的ADC测量电池电压，用万用表200mA档测量供电电流，得出了电源板在不同工作状态下的功耗。单片机及其外围电路工作，其它电源关断情况下的功耗为381mW; 其它电源空载的功耗为1195mW. 将模拟电源、传感器电源和ARM板电源依次打开后的功耗依次为657mW, 1111mW和1195mW。这说明模拟电源和传感器电源在空载下功耗比较大。其原因在于模拟电源和传感器电源全是正负电压输出，DC-DC隔离电源模块损失的功率比较大。为了降低电源板的待机和空载功耗，首先想办法增大各状态指示灯LED的限流电阻。将1KW电阻替换成6.8KW电阻; 4.7KW电阻替换成15KW电阻。替换后待机状态、打开模拟电源、再打开传感器电源、再打开ARM板电源4种状态下的功耗分别为310mW, 578mW, 969mW和1013mW。更换限流电阻后电源板的空载功耗下降了182mW。相当于下降了15%。为了进一步降低电源板的功耗，将单片机的初始状态设置成待机状态，在这种状态下不测量电池电压，不通过串口向外发生电池电压信息，只有用户按下开机开关后单片机才工作，修改程序后发现在这种状态下电源板的功耗为236mW, 下降了24%。进一步将单片机的状态设置成睡眠模式，功耗下降到了190mW, 下降了39%。相对于没有优化前的381mW，单片机系统的功耗下降了50%。由此可以看出，降低仪器功耗的空间很大，值得深入研究。; 个人分类: 地球物理及仪器|3570 次阅读|1 个评论

智能电源板调试与编程日记（6）: chrujun 2009-7-2 20:49; 2009-06-29 星期一晴：根据前几天的调试结果，对电源板电路图和PCB设计进行修改；并且增加了GPS电源控制功能。首先修改电位器的封装，使之和购买的器件定义一致；其次将P1.4~P1.7的输出作为电源控制信号；然后增加了GPS电源控制电路。接下来的工作是修改PCB设计，将修改后的电路原理图信息导入到PCB设计文件中。由于增加了GPS电源控制电路，对电源板的部分区域进行了重新布局，使GPS电源控制电路及GPS电源插座有足够的空间。购买的按键开关封装和设计软件提供的封装也有所区别，将按键开关的两个管脚的间距从5.08mm加长成6.00mm。最后的工作是对电源板的修改部分重新布线、补泪滴和违反设计区域重新铺铜；对电源板的标注进行调整和美化，直到满意为止。; 个人分类: 地球物理及仪器|3325 次阅读|1 个评论

智能电源板照片与功能说明: chrujun 2009-7-1 18:46; 图1 调试状态下的智能电源板照片智能电源板说明 1. 功能：为数据采集系统提供多组低噪音电源。数据采集系统可以通过串口通信获取电源信息，对各组电源进行控制。 2. 主要特点：抗静电、防雷击、隔离控制、电源纹波1mV (实测）、专为野外工作环境下的精密地球物理数据采集系统设计。 3. 主要设计参数：4层板、7个隔离地层、6个隔离电源层、150mm*100mm。 4. 为了不泄密，相片中的隔离电源型号被专门覆盖。其它元件参数因看不清楚，没有处理。 5. 部分元件因没有到货还没有焊接。 6. 相片左上方是万用表，在测量供电电流。 7. 相片右上方是电池，为电源板供电。; 个人分类: 地球物理及仪器|4051 次阅读|1 个评论

智能电源板调试与编程日记（5）: chrujun 2009-7-1 18:05; 2009-06-28 星期天晴：编写程序对3组电源进行控制，程序无法实现P0.0~P0.3的输出发生变化。电源也就无法控制。通过查阅AT89C51AC2的说明书，发现P0的上拉电阻只有在存储器写周期才发挥作用。需要用锁存器才能锁定P0的输出。于是将P0.0~P0.3到电源控制插座的走线全部割断，更改成P1.4~P1.7的输出作为电源控制信号。通过走4根飞线将P1.4~P1.7的输出连接到电源控制插座上。修改程序后进行测试，发现P1.4~P1.7的输出正常，可以正常控制三组电源工作。之后编程序通过中断INT0和INT1触发电源的开和关。测试发现INT0可以实现电源导通，但INT1导致整个程序死机，并且按下电源开按钮不放时串口停止输出。再一次查阅AT89C51AC2的说明书，将中断改成下降沿触发模式。串口输出停止的问题得到解决。但INT1导致死机的问题还是存在。对说明书进一步查阅，发现问题出在中断号上。INT0和INT1的中断号分别是0和2。而我弄成了1和3。中断号修改后电源可以正常控制了。很奇怪的是刚开始中断号根本就不对，为什么程序可以响应INT0和INT1中断？; 个人分类: 地球物理及仪器|3743 次阅读|1 个评论

智能电源板调试与编程日记（4）: chrujun 2009-6-30 23:46; 2009-06-27 星期六晴：上午给AT89C51AC2烧程序时发现在系统编程软件FLIP打不开HEX文件。换一个老版本也不行，用KEIL C重新编译程序也不行。通过查阅各种资料，排除了HEX文件格式不兼容的问题。在ATMEL网站上下载了最新的FLIP程序，还是不行。阅读该软件的使用说明书，也没有找到问题的原因。下午在ATMEL网站上查找问题出现的原因，在技术支持部分发现有人碰到了类似问题。厂家的答复是要把HEX文件放在根目录，放在其它地方会出问题。按照厂家提供的方法，把HEX文件放在了根目录。果然，HEX文件可以顺利打开，老版本也没有问题。之后在厂家提供的示例程序基础上编写串口通讯程序和AD转换程序。波特率设置成2400BPS，利用串口通信将AD转换结果在超级终端上显示出来。超级终端上显示采集的电池电压为12.24V，用万用表得到的测量值是12.90V。估计是分压电阻有误差，或许有其它原因。; 个人分类: 地球物理及仪器|3892 次阅读|3 个评论

智能电源板调试与编程日记（3）: chrujun 2009-6-29 22:29; 2009-06-26 星期五晴为了便于周末调试，上午先打印了电源板电路图。之后用PCB洗板水对两块焊接好的电源板进行清洗。 9：40左右出发到北京，更换了规格不对的串口插座、购买了两瓶PCB洗板水、一把热熔胶枪、3米扁线、9米热缩管、10个100uH直插电感、5个MAX202ESE芯片等。下午4：00左右回涿州。对电源板进一步焊接和清理。加电后发现昨天出现故障的电源板还是工作不正常。通过测量 PMOS管Q1周边的电阻发现原因出在一个插座的管脚没有焊接好。重新焊接后模拟电源开始工作。但发现+3.3V电源指示灯不亮。用万用表检测发现问题还是出在焊接不良上。故障排除后两块电源板的供电系统工作正常。之后将电源板和计算机用串口连接，发现在系统编程软件FLIP3.3.4可以和电源板上的单片机AT98C51AC2通信，表明单片机系统工作正常。下一步需要编写程序看单片机能不能实现测量和控制功能。; 个人分类: 地球物理及仪器|3631 次阅读|2 个评论

智能电源板调试与编程日记（2）: chrujun 2009-6-28 20:47; 2009-06-25 星期四晴：先分析负3.3V电压无法产生的原因。发现设计图纸中的电位器封装和购买的电位器封装不同。两者的管脚定义不一样。管脚2和管脚3的定义相反。将电位器卸下来后重新连接，把3脚引线去掉，2脚连接到3脚连接的焊盘。接上去后发现电压还是无法控制。进一步研究发现负电源的地没有和模拟地连接。飞一根线后问题解决，可以用电位器控制产生-3.3V电源。之后在仇洁婷的帮助下对2块电源板进行完整焊接，除部分芯片还没有到货无法焊接外，能焊接的器件全部焊接齐全。下午5:00全部焊接完成。通电后发现一块电源板供电正常，另外一块电源板是昨天先焊接的，上午还是好的，不知什么原因模拟电源没有输出了。查了一段时间还是没有找到故障的原因。初步估计是虚焊或电路板没有清洗导致某些问题。; 个人分类: 地球物理及仪器|2784 次阅读|0 个评论

智能电源板调试与编程日记（1）: chrujun 2009-6-27 23:40; 2009-06-24 星期三晴：上午对昨天购买的芯片一一检查和整理。下午4:00左右电源板PCB板到货了。对电源板PCB板进行检查和焊接。由于电源板的铺铜厚了1倍，电源信号的走线宽度为1~2mm,焊接时散热很快。一些大器件很难焊好。仇洁婷建议换50W的烙铁。更换烙铁后焊接工作才有了起色。在仇洁婷的帮助下，一直焊接到晚上10：45，才焊好一块电源板的主供电系统部分。对电源板进行供电测试，发现-3.3V模拟电压无法产生，电压为-4.3V，无法用电位器控制。晚上回公寓后又对负电源产生电路进行研究，没有发现有什么问题。; 个人分类: 地球物理及仪器|3382 次阅读|0 个评论

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