【正文】 ，方案二的產(chǎn)品比方 案一的產(chǎn)品體積小，操作簡單，應(yīng)用更加廣泛。很多測試儀 都是把較難測量的物理量轉(zhuǎn)變精度較高且較容易測量的物理量。這種測量方法要同時測出兩個模擬量，不易實現(xiàn)自動化。但是，這種測量方法要求的頻率連續(xù)可調(diào)，直至諧振。用這種測量方法，參數(shù)的值還要通過聯(lián)立方程求解，調(diào)節(jié)電阻值一般只能手動，電橋平衡的判別亦難以用簡單的電路實現(xiàn)。 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 2 總體方案設(shè)計 方案一 RLC參數(shù)的測量方法主要有電橋法、諧振法和伏安法 電橋法 電橋法是能同時測量電器元件 R、 L、 C最典型的方法，如圖 1所示。 以課題設(shè)計電路的類別來說，包涵硬件電路和軟件電路。這是一個重要的環(huán)節(jié)，要經(jīng)過反復(fù)的編寫程序和調(diào)試。所以要對振蕩器進行設(shè)計。 測量量程能夠自動轉(zhuǎn)換。采用 89C51單片機 為主要控制環(huán)節(jié)，通過振蕩電路把參數(shù)轉(zhuǎn)換成頻率信號，再由模擬開關(guān)控制輸入信號，并通過單片機對輸入的信號進行計數(shù)和運算，最后在 LED數(shù)碼顯示管上顯示出被測原件的大小 。同時用軟件程序代替一些硬件測量電路。在許多方面已經(jīng)沖破了傳統(tǒng)儀器的概念，電子測量儀器的功能和作用發(fā)生了質(zhì)的變化。 26 致 謝 21 主程序 流程圖 6 測量電感 LX的電容三點式振蕩電路 4 3 硬件設(shè)計 4 系統(tǒng)原理框圖 2 2 總體方案設(shè)計 2 課題的范圍 2 課題的來源 本設(shè)計正是應(yīng)社會發(fā)展的要求，研制出一種價格便宜和操作簡單、自動轉(zhuǎn)換量程、 體積更小、功能強大、便于攜帶的 RLC 測試儀 。 利用單片機的運算和控制功能，方便地實現(xiàn)對 R、 L、 C 的 參數(shù) 的 測量。畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于單片機的 RLC測試儀設(shè)計 Design of RLC Instrument Based on SCM 長 春 工 程 學(xué) 院 ： 孟 松 ： 電氣與信息學(xué)院 ： 電子信息工程 ： 0441 ： 張 學(xué) 敏 ： 講 師 ： 2020 年 6 月 20 日 學(xué)生姓名 所在院系 所學(xué)專業(yè) 所在 班級 指導(dǎo)教師 教師職稱 完成時間 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 摘 要 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品智能化、數(shù)字化已成為人們追求的一種趨勢，尤其對電子設(shè)備的精密度和穩(wěn)定度最為關(guān)注?？稍谟布Y(jié)構(gòu)不變的情況下，同時用軟件程序代替一些硬件測量電 路 。 關(guān)鍵詞 單片機 RLC 測試儀 插值算法 數(shù)字濾波 Abstract With the develop of electronic technology,the products’intelligentize and digitized has bee a trend which is pursued by human ， Especially for electronic equipment precision and stability .The RLC testers now are used mostly hardware circuits ,which are plex, large volume parison, inconvenience to carry, and price is more expensive and inconvenient for beginners. Therefore, the design of the RLC tester based on AT89C51 SCM is necessary. using the SCM’s operation and control functions to realize the measure of the R, L, C parameters expediently. In the case of the hardware 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） structure remain unchangable, using a software program to replace some hardware measuring circuit,which can plete the measure of RLC parameters very well. The design improves the results’measuring accuracy by using the interpolation algorithm effectively, at the same time through a filtering method to avoid reading the beat, making it more convenient to read the measuring results. The design is conformed to the social development, developed a cheap and simple, automatic conversion range and smaller size, and portable RLC Tester. Key word : Single chip micro RLC measuring meter Interpolation algorithm Digital filtering 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 目 錄 1 引言 1 課題設(shè)計內(nèi)容 4 方案選擇 5 測量電容 CX的 RC 振蕩電路 8 89C81 單片機 11 LED 數(shù)碼管顯示器 21 穩(wěn)定讀數(shù) 當(dāng)今社會，對 RLC的測試雖然已經(jīng)很成熟了，但是價格和操作簡單特別是智能方面有待發(fā)展，價格便宜和操作簡單、智能化的儀表開 發(fā)和應(yīng)用存在巨大的發(fā)展空間，本設(shè)計 正是應(yīng)社會發(fā)展的要求，研制出一種價格便宜和操作簡單、自動轉(zhuǎn)換量程、體積更小、功能強大、便于攜帶的 RLC測試儀，充分利用現(xiàn)代單片機技術(shù)，研究了基于單片機的智能 RLC測試儀，人機界面友好、操作方便的智能 RLC測試儀，具有十 分重要的意義。 能夠很好的完成對 RLC參數(shù)的測量，以滿足現(xiàn)代測控系統(tǒng)的需要。 并通過發(fā)光二極管指示出原件的類別和單位。 有設(shè)計方案比較，理論分析和計算，測試結(jié)果分析。只有實現(xiàn)了轉(zhuǎn)換才能進行下面的工作。 (3) 測量量程的自動轉(zhuǎn)換 (4) 減小測量的誤差?，F(xiàn)時代的各種先進儀器設(shè)備，均具備相同的一個特點，那就是軟硬件電路的整合。電阻 R可用直流電橋測量，電感 L、電容 C可用交流電橋測量。這樣，電橋法不易實現(xiàn)自動測量。因此它對震蕩器要求較高，另外，和電橋法一樣，調(diào)節(jié)和平衡判斷很難實現(xiàn)智能化。而指針 式萬用表歐姆擋是把被測電阻與標(biāo)準(zhǔn)電阻及電池串聯(lián)，用電流表測出電流，由于被測電阻與電流一一對應(yīng)，由此就可讀出被測電阻阻值，如圖 24所示。基于此思路，我們把電子元件的集中參數(shù) R、C、 L轉(zhuǎn)換成頻率信號 f，然后用單片機計數(shù)后再運算求出 R、 C、 L 的值 ，并顯示，轉(zhuǎn)換的原理分別是 RC震蕩和 LC三點式振蕩。 而且成本也較低， 功能強大、便于攜帶。 A V Rx 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eBD a t e : 24 M a y 2020 S he e t o f F i l e : C : \ D oc um e nt s a nd S e t t i ngs \ G ue s t \桌面 \ M y D e s i g r a w n B y :GER0Rx長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 圖 25 系統(tǒng)原理框圖 單片機 模擬開關(guān) 頻率 功能選擇 按鍵 LED 顯示器 RC 振蕩器 RC 振蕩器 電容三點式振蕩器 被測電阻 被測電容 被測電感 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 3 硬件設(shè)計 測電阻 Rx的 RC振蕩電路 圖 6是一由 555電路構(gòu)成的多諧振蕩電路。 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 圖 31 測電阻 Rx 的 RC 振蕩電 路 測量電容 Cx的 RC振蕩電路 如圖 7 所示，測量 Cx的 RC 振蕩電路與測 Rx的振蕩電路完全一樣。 由式 (4)得 2224 1 kTCfL x ?? ?,其中 Ck24 1?? 通過對一些標(biāo)準(zhǔn)電感的測量 ,可得到一些基準(zhǔn)點 ),( 200 TL , ),( 211 TL ?? ),( 2nn TL ，當(dāng)測量未知電容 xL 得到相應(yīng)的脈沖周期的平方為 2T 時，由直線插值法可得 )( 2222 11 iii iiix TTTT LLLL ????? ?? （ 5） 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 C60 .1 u FC7C22 20 0 p FC11 00 0 p F2 2u FLR81 00 kR71kR 1 71kR91 00 kR 1 62k+ 12 V+ 12 Vf 圖 33 測量電感 Lx 的電容三點式振蕩電路 模擬開關(guān) 模擬開關(guān)是一種三穩(wěn)態(tài)電路，它可以根據(jù)選通端的電平，決定輸人端與輸出端的狀態(tài)。 圖 34 模擬開關(guān)的電路組成 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 模擬開關(guān)電路由兩個或非門 、兩個場效應(yīng)管及一個非門組成，如圖一所示。 從上面的分析可以看出，只有當(dāng)選通端Ｅ為高電平時，模擬開關(guān)才會被接通，此時可從Ａ向Ｂ傳送信息；當(dāng)輸人端Ａ為低電平時，模擬開關(guān)關(guān)閉，停止傳送信息。其真值表見表 1。 表 33 輸入狀態(tài)與接通通道 輸入狀態(tài) INH 0 0 0 0 0 0 0 0 1 C 0 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 A 0 1 0 1 0 1 0 1 接通通道 0 1 2 3 4 5 6 7 均不 接通 在設(shè)計中我們只需用 3個通道即可。單片機目前還沒有一個確切的定義。 本設(shè)計 選用的單片機是 Intel 公司生產(chǎn)的 AT89C51，其具備微型化、低功耗、高速化、集成資源多、性能優(yōu)異而且價格便宜等優(yōu)點。同時， AT89C51可降至 0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅(qū)動 8個 TTL邏輯門電路，對端口寫 “ 1” 可作為高阻抗輸入端用。對端口寫 “ 1” ，通過內(nèi)部的上拉電阻時把端口拉到高電平，此時可作輸入口。對端口 “ 1” ，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 外部信號拉低時會輸出一個電流 (IIL)。 P3口輸出緩沖級可驅(qū)動 (吸收或輸出電流 )4個 TTL邏輯門電路。當(dāng)振蕩器工作時， RST引腳