【正文】 .......................................................................................... 45 參考文獻 ...................................................................................................... 46 附 錄 ......................................................................................................... 47 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 1 頁 共 47 頁 引言 測量電子元器件集中參數(shù) R、 C、 L 的儀表種類較多，方法也各有不同，但都有其優(yōu)缺點。一般的測量方法都存在計算復雜、不易實現(xiàn)自動測量而且很難實現(xiàn)智能化。 本測試儀是 把電子元件的 參數(shù) R、 C、 L轉換成頻率信號 f，然后用單片機計數(shù)后在運算求出R、 C、 L，并送顯示，轉換原理分別是 RC 振蕩和 LC 三點式振蕩，這樣就能夠把模擬量近似的轉換位數(shù)字量，而頻率 f 是單片機很容易處理的數(shù)字量，這種數(shù)字化的處理一方面便于使儀表實現(xiàn)智能化。 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 2 頁 共 47 頁 1 硬件電路 設計要求 設計并制作一 臺 數(shù)字顯示的電阻、電容和電感參數(shù)測試儀， 具體要求數(shù)據(jù)如下： （ 1） 測量范圍：電阻 100? ~1M? ；電容 100PF~10000PF；電感 100UH~10mH。 （ 2） 測量精度： ? 5%；制作 4 位數(shù)碼管顯示器，顯示測量數(shù)值，并用發(fā)光二極管分別知識所測元件的類 型和單位。 （ 3） 加入語音播報功能：如測量結果為 歐姆則語音播報“六點八 K 歐姆” ； 如電阻小于 100 歐姆則語音播報“電阻小于 100 歐姆”。 電路方框圖及說明 系統(tǒng)分三大部分，既測量電路、通道選擇和控制電路。 如圖 。 圖 RLC 測量儀電路方框圖 各部分電路設計 電阻測量電路 電阻的測量采用 “ 脈沖計數(shù)法 ” ， 如 圖 555電路構成的多諧振蕩電路，電阻 電容器 電感器 測試儀 數(shù)字顯示 外供 +9V 電源 被測電阻 被測電容 被測電 感 電容三點 式震蕩 電路 分頻電路 RC 震蕩電路 RC 震蕩電路 多路選擇開關 CD4052 二極管 指示 數(shù)字 顯示 語音 播報 按鍵選擇測量電路 AT89S52 Addr 測量頻率 Fr Fc Fl 量程切換 量程切換 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 3 頁 共 47 頁 通過計算振蕩輸出的頻率來計算被測電阻的大小。 555 接成多諧振蕩器的形式，其振蕩周期為： T=t1+t2=（ ln2）（ R1+Rx） *C1+（ ln2） Rx*C1 得到： Fx=1/[（ ln2） (R2+2Rx)C1]即： Rx=[1/(ln2)C1R1]/2 電路分為 2 檔 : RH 設 置為高電平輸出， RL 設為低電平輸出； 100≤ Rx1000 歐姆： R3=200 歐姆； C14=； Rx=(*(1e+6))/(2*fx)330/2 對應的頻率范圍為： ≤ fx 16K 1000≤ Rx1M 歐姆： R2=20k 歐姆； C1=103PF； Rx =(*(1e+8))/(2*fx)(1e+4) 對應的頻率范圍為： 141Hz≤ fx 圖 電阻 測量電路 電容測量電路 電容的測量同樣采用“脈沖計數(shù)法”， 如 圖 所示由 555 電路構成的多諧振蕩電路，通過計算振蕩輸出的頻率來計算被測電容的大小。 555 接成多諧振蕩器的形式，其振蕩周期為： T=t1+t2=（ ln2）（ R1+R2） *Cx+（ ln2） R2*Cx 我們設置 R1=R2。 得到： Fx=1/[3(ln2)R1*Cx]即： Cx=1/[3(ln2)R1*Fx] 電路分為 2 檔 : R1＝ 560K歐姆： CL 設置為高電平輸出； R4=R6； Cx= (*(1e+6))/ fx； 對應的頻率范圍為： ≤ fx 。 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 4 頁 共 47 頁 R1＝ 100K 歐姆： CH 設置為高電平輸出； R5=R6； Cx =(*(1e+6))/ fx。 對應的頻率范圍為： 480Hz≤ fx 。 圖 電容測量電路 電感測量電路 電感的測量是采用電容三點式振蕩電路來實現(xiàn)的。三點式電路是指： LC 回路中與發(fā)射極相連的兩個電抗元件必須是同性質(zhì)的，另外一個電抗元件必須為異性質(zhì)的，而與發(fā)射極相連的兩個電抗元件同為電容時的三點式電路，成為電容三點式電路。 Fx=1/(2π LC )即： Lx=1/( 4π*π*Fx*Fx ) Lx=[38*(1e+6)]/ 2F0 圖 電感測量電路 多路選擇開關電路 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 5 頁 共 47 頁 利用 CD4052 實現(xiàn)測量類別的轉換， CD4052 是雙 4 選一的模擬開關選擇器件。當選擇了某一通道的頻率后，輸出頻率通過通過 P35 作為 CPU 定時器的時鐘源并開始計數(shù)，當計數(shù)到 3 秒后讀出計數(shù)器的值，除以 3就得到了被測 R/C/L 所對應產(chǎn)生的頻率，通過計算得到要被測值。 P13 P14 測量類別 0 0 Y0R 0 1 Y1L 1 0 Y2C 1 1 * 圖 多路選擇開關電路 按鍵及顯示電路 按鍵和二極管分別表示不同類別的測量，如下表所示： 按鍵 二極管 對應測試項 KEY1 L1 測試 R KEY2 L2 測試 C KEY3 L3 測試 L 圖 測量選擇與指示電路 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 6 頁 共 47 頁 圖 顯示模塊 1 計數(shù)結果 需要顯示出來 供人們讀數(shù)， 74LS390 能驅(qū)動七段數(shù)碼管以十進制數(shù)顯示出來 記數(shù)結果，如圖： 圖 顯示模塊 2 單片機模塊 單片機 系統(tǒng)連接如圖 所示： 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 7 頁 共 47 頁 圖 單片機模塊 量程選擇模塊 包括電阻量程選擇模塊和電容量程選擇模塊，如圖 和 所示： 圖 電阻量程選擇模塊 圖 電容量程選擇模塊 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 8 頁 共 47 頁 電源模塊 電源模塊如圖 所示： 圖 電源模塊 2 軟件部分 主程序流程圖 如圖 所示： 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 9 頁 共 47 頁 圖 主程序流程圖 程序清單 初始化 鍵掃描 鍵分析，置狀態(tài) yes R測試狀態(tài) C測試狀態(tài) L測試狀態(tài) 開中斷 定時器設置 通道及指示燈的設置 采值并計算 顯示 是否語音播 報 放音 yes No no 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 10 頁 共 47 頁 include include include define ICM7218 XBYTE[0x00ff]//7218A 地址 unsigned char Tab[] ={ 0xFB,0xB0,0xED,0xF5,0xB6, 0xD7,0xDF,0xF0,0xFF,0xF7 }。//7218A 數(shù)碼管段代碼表 unsigned char Addr[] ={ 0x00,0x08,0x10,0x18,0x20,0x28,0x30,0x38, 0x40,0x48,0x50,0x60,0x68,0x70,0x78 }。//ISD1420 播放地址代碼表 //(0,1,2,3,4,5,6,7,8,9, 乘以 10的 ,次方 ,歐 ,皮法 ,微亨 ) unsigned char P_tab[7] ={ 0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF }。//語音 播放結果列表 unsigned char SaveData[8] ={ 0xCE,0xCE,0xCE,0xCE,0xCE,0xCE,0xCE,0xCE }。//最終結果 unsigned char count = 0, counter = 0, bai = 0, shi = 0, ge = 0, cifang = 0。 unsigned long int pinlv = 0, result = 0, flag = 0。 sbit Mode = P1^2。//7218A 工作模式 sbit R_select = P3^2。//電阻測量選擇按鍵 sbit C_select = P3^3。//電容測量選擇按鍵 sbit L_select = P3^4。//電感測量選擇按鍵 sbit R_led = P2^2。//電阻指示燈 sbit C_led = P2^1。//電容指示燈 sbit L_led = P2^0。//電感指示燈 sbit R_change = P2^4。//電阻量程轉變 sbit C_change = P2^3。//電容量程轉變 sbit F_B = P1^4。//模擬開關 sbit F_A = P1^3。 sbit Play = P2^6。//語音播放 sbit Feedback = P2^7。//ISD1420 反饋信號 ] /**************************** 延時 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 11 頁 共 47 頁 ******************************/ void delay(unsigned int k) { unsigned int a。 for(a=0。 a=k。 a++)。 } /****************************** 頻率測量 *******************************/ void pl(void) { TMOD = 0x51。//定時器 0 工作方式 1，計數(shù)器 1 工作方式 1 TH0 = 0x3c。 TL0 = 0xb0。//50ms 定時 TH1 = 0。 TL1 = 0。//計數(shù)器清零 EA = 1。 ET0 = 1。 ET1 = 1。 TR0 = 1。 TR1 = 1。//啟動計時計數(shù)器 while(count = 60)。//3 秒測頻 count = 0。 pinlv= (counter * 65536 + TH1 * 256 + TL1) / 3。//頻率換算 counter = 0。 TR0 = 0。//停止計時計數(shù)器 TR1 = 0。 } void t0(void) interrupt 1 using 0//定時器中