Cortex-M0+与Android构建的无线晶体管特性图示仪

本文介绍了基于Android手机的晶体管特性图示仪的研究，该设备利用Cortex-M0+微控制器与Android平台结合，通过蓝牙技术实现无线数据传输。设计中，作者着重探讨了基极阶梯波电流发生器、集电极扫描电压发生器以及蓝牙通信模块的电路设计，并详细阐述了下位机软件流程和Android应用程序的开发过程。 1. 晶体管特性曲线测量原理： 晶体管共发射极输出特性曲线展示了基极电流IB不变时，集电极电流iC与集电极和发射极电压uCE的关系。通过在基极施加阶梯电流，集电极施加锯齿波扫描电压，可以在保证IB恒定时获取一系列iC与uCE的数据点，进而绘制出输出特性曲线。这一过程涉及A/D转换，用于测量集电极负载电阻上的电压，从而计算iC和uCE。 2. 系统框架： 整个系统由电源模块、控制面板、基极阶梯波电流发生器、集电极扫描电压发生器、测量电路和蓝牙通信模块组成。基极阶梯波电流发生器在主控制器（Cortex-M0+微控制器）的控制下提供不同阶梯的基极电流，而集电极扫描电压发生器则提供0到20V的扫描电压。测量数据经蓝牙模块传输至Android智能手机，实现曲线的实时显示、分析和管理。 3. 硬件设计： 主控芯片选用了Freescale公司的Kinetis L系列微控制器MKL25，它基于Cortex-M0+处理器，具有高效能和低功耗的特点。基极阶梯波电流发生器和集电极扫描电压发生器是关键硬件组件，它们负责产生必要的电流和电压信号。测量电路则用于捕捉和转换电信号，蓝牙通信模块确保数据能够无线传输至Android设备。 4. 软件开发： 下位机软件流程设计涵盖了控制各个硬件组件协同工作的逻辑，而Android平台上的软件开发则涉及到用户界面设计、数据接收、曲线绘制和分析功能的实现。通过这种方式，用户可以方便地在智能手机上查看和分析晶体管的特性曲线。 5. 测试结果： 实验结果显示，该图示仪具有高测量精度、良好的稳定性和易用性，可满足晶体管特性的高效测量和分析需求。 基于Android手机的晶体管特性图示仪是一种创新的测量工具，结合现代移动技术，提升了晶体管特性测试的便利性和准确性。其设计思路和技术实现为其他类似的嵌入式系统开发提供了参考。