【正文】 第 1 頁 共 50 頁基于單片機(jī)技術(shù)的 RCL 數(shù)字測試儀設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄一．課題背景 .........................................................................................................................9 .............................................................................................................................92．本課題在國內(nèi)外發(fā)展概況綜述 .............................................................................12 ...............................................................................................13二．設(shè)計(jì)方案與論證 ...........................................................................................................13 .......................................................................................13 .......................................................................................15 .......................................................................................17三．主要器件介紹 ...............................................................................................................18 單片機(jī) ........................................................................................................19（1）單片機(jī)簡介 .................................................................................................19（2）AT89C51 主要特性 ......................................................................................20（3）AT89C51 管腳說明 ......................................................................................20（4）AT89C51 振蕩器特性 ..................................................................................22（5）AT89C51 芯片擦除 ......................................................................................22（6）AT89C51 定時/計(jì)數(shù)器 ................................................................................23 定時器 ................................................................................................................25（1）555 定時器簡介 ..........................................................................................25（2）555 定時器多諧振蕩電路 ..........................................................................27 ...........................................................................................................28（1）振蕩器的組成原則 .....................................................................................28（2）電容反饋振蕩 器 .........................................................................................29四．主要電路設(shè)計(jì)與計(jì)算 ...................................................................................................29 ...................................................................................................30 ...................................................................................................30 ...................................................................................................30 ...................................................................................................31 .......................................................................................................31五．軟件設(shè)計(jì) .......................................................................................................................34 ...............................................................................................34 ...........................................................................................................36六．總結(jié)與展望 ...................................................................................................................36致 謝 .....................................................................................................................................37附錄 .......................................................................................................................................37參考文獻(xiàn) ...............................................................................................................................70英文翻譯 ...............................................................................................................................71第 2 頁 共 50 頁一．課題背景1 概述當(dāng)今信息技術(shù)已經(jīng)成為推動科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。如何用先進(jìn)的信息技術(shù)來提升、改造我國的傳統(tǒng)制造業(yè)、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)力跨越式發(fā)展的戰(zhàn)略結(jié)構(gòu)調(diào)整，是裝備制造業(yè)面臨的一項(xiàng)緊迫任務(wù)。測量技術(shù)是信息化制造技術(shù)的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。測量是通過實(shí)驗(yàn)方法對客觀事物取得定量信息即數(shù)量概念的過程，是在有關(guān)理論指導(dǎo)下，用專門儀器或設(shè)備，通過實(shí)驗(yàn)的方法，將被測量與標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較以求得被測量的值。它是人類認(rèn)識和改造世界的一種不可缺少和替代的手段。電子測量則是泛指以電子技術(shù)為基本手段的，對電量和非電量的一種測量技術(shù)。它是測量學(xué)和電子學(xué)相互結(jié)合的產(chǎn)物。電子測量除具體運(yùn)用電子科學(xué)原理，方法和設(shè)備對各種電量，電信號及電路元器件的特性和參數(shù)進(jìn)行測量外，還可以通過各種敏感器件和傳感裝置對非電量進(jìn)行測量，而且往往更加方便，快捷，準(zhǔn)確，有時是用其他測量方法所不能替代的。因此，電子測量不僅用于電學(xué)各專業(yè)，也廣泛用于物理學(xué)，化學(xué)，光學(xué)，機(jī)械學(xué)，材料學(xué)，生物學(xué)，醫(yī)學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域及生產(chǎn)，國防，交通，通訊，商業(yè)貿(mào)易，生態(tài)環(huán)境保護(hù)乃至日常生活的各個方面。近幾十年來計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，為電子測量和測量儀器增添了巨大的活力，使其逐漸向著數(shù)字化，集成化方向發(fā)展。第 3 頁 共 50 頁眾所周知,所有物理量的測量，最后都是以數(shù)值形式給出結(jié)果。數(shù)字化測量，則是特指使用 A/D 轉(zhuǎn)換原理，對模擬物理量進(jìn)行的測量。其主要特征是以具有量化特征的過程和結(jié)果描述具有連續(xù)特征的物理量。這樣的測量，是伴隨著 A/D 轉(zhuǎn)換器的誕生而產(chǎn)生的，其目的最初也僅是為了提高測量的準(zhǔn)確度、自動化程度、測量速度和可靠性以及減少勞動強(qiáng)度、節(jié)約人力成本。而時至今日，數(shù)字化測量技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。 數(shù)字化測量系統(tǒng)的特點(diǎn) 數(shù)字化測量系統(tǒng)的特點(diǎn)很多，一般來說，可以歸為以下幾類：①其基本技術(shù)特點(diǎn)是模擬物理量的數(shù)字化：即以量化特征的數(shù)字量來描述和給出模擬量。②其指標(biāo)特點(diǎn)是準(zhǔn)確化，可同時使用非常準(zhǔn)確的時間測量值和幅度測量值，以二維方式描述被測量的物理量或過程，最直接的應(yīng)用就是波形測量。③其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)多樣化：有臺式、便攜式、集散式、分布式、組合式和局域網(wǎng)式等，其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)又同時具有環(huán)狀、樹形、總線式和鏈?zhǔn)降?，所用總線又有 RS23IEEE48VME 和 VXI 等通用協(xié)議及各種專用協(xié)議等多樣特征。④其功能特點(diǎn)是復(fù)雜化和多樣化：除均具有幅度測量功能外，還可能具有時間測量功能，以及求極值、平均值、均方根值、周期、頻率、上升時間、下降時間、正脈沖寬度、負(fù)脈沖寬度、占空比、延時、面積、通道延尺、功率頻譜、功率密度、矢量、相位、有功功率、無功功率、功率因數(shù)和信噪比等，包含時域測量、頻域測量、統(tǒng)計(jì)特性測量、平滑及數(shù)字濾波等眾多功能。另外，還可具有復(fù)雜多樣的觸發(fā)功能，如邊沿觸發(fā)、電平觸發(fā)、事前觸發(fā)、事后觸發(fā)、邏輯圖觸發(fā)、延尺觸發(fā)、漏失觸發(fā)、掉電觸發(fā)、毛剌觸發(fā)以及外觸發(fā)等多種觸發(fā)形式。⑤其使用特點(diǎn)是智能化、自動化和簡易化；不需要復(fù)雜的操作即可實(shí)現(xiàn)基本測量，其復(fù)雜化的測量功能則可由淺入深地逐步掌握和使用，并且非常適于和計(jì)算機(jī)連接，組成自動化測量系統(tǒng)，按程序?qū)崿F(xiàn)全自動測量；與一些作動設(shè)備相連接，很容易組成自動化測量控制系統(tǒng)，對生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)自動化干預(yù)。⑥其工藝特點(diǎn)是高度集成化、數(shù)字化、模塊化、功能化和計(jì)算機(jī)化：由于數(shù)字化測量技術(shù)屬于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個重要分支，是信息產(chǎn)業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)之一，因而相當(dāng)大一類的新材料、新工藝和新技術(shù)被率先應(yīng)用到數(shù)字化測量系統(tǒng)的研制、生產(chǎn)和使用中，而且這種狀況仍在繼續(xù)，在可預(yù)見的將來，不會有太大的改動。第 4 頁 共 50 頁　　數(shù)字化測量系統(tǒng)的評價 目前，幾乎所有數(shù)字化測量儀器的基本原理都是相通的，典型過程均經(jīng)過將輸入模擬信號變換成電信號后，經(jīng)放大、濾波、采樣、A/D 轉(zhuǎn)換、存儲和顯示輸出幾個環(huán)節(jié)與步驟。不同的環(huán)節(jié)指標(biāo)和原理方案選取的不同，則構(gòu)成不同種類和型號的數(shù)字化測量設(shè)備。下表列出了幾種通用數(shù)字化測量設(shè)備典型指標(biāo)范圍及用途特點(diǎn)： 前面已經(jīng)說過，數(shù)字化測量設(shè)備的指標(biāo)特點(diǎn)是測量準(zhǔn)確化，因而關(guān)于指標(biāo)評價的必然要求即是其指標(biāo)的準(zhǔn)確評價。傳統(tǒng)的直接讀取法等指標(biāo)評價方法已遠(yuǎn)不能滿足要求，同時，也正是因?yàn)闇y量結(jié)果是數(shù)字化的，可以很容易地使用現(xiàn)代數(shù)字