【正文】 式振蕩電路 在本設(shè)計(jì)中， 電感的測(cè)量是采用電容三點(diǎn)式振蕩電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的 ，如圖 14所示 。在以后的測(cè)量過(guò)程中，便可直接測(cè)量電阻。第一個(gè)量程選擇 20 0 , 0. 22R C uF? ? ? ，第二個(gè)量程選擇20 , 10 00R k C pF? ? ? 。（ 2）振蕩波的占空比與 C 的大小無(wú)關(guān)，而僅與 AR 、 BR 的大小比值有關(guān)。此時(shí)，放電管飽和 導(dǎo)通， C 上的電荷經(jīng) BR 至放電管放電。 第 15～ 16 腳：空腳。 第 5 腳： RW為讀寫(xiě)信號(hào)線，高電平進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。其原理圖如圖 9 所示： 簡(jiǎn)易 R、 L、 C 測(cè)量?jī)x 12 圖 9 原理圖 LCD 的引腳功能 本設(shè)計(jì)采用 1602 作為顯示模塊， 1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16腳接口，其中；第 1 腳：VSS 為地電源。固體繼電器 的輸入電路（單片機(jī)的端口）是為輸入控制信號(hào)提供一個(gè)回路，使之成為固體繼電器的觸發(fā)信號(hào)源。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。所以，繼電器的使用好 壞直接影響了設(shè)計(jì)的質(zhì)量好壞。在本設(shè)計(jì)里，單片機(jī)的最主要的一個(gè)作用就是完成頻率的計(jì)數(shù)。 由上可見(jiàn)， AT89S52 單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)具有功能部件種類(lèi)全，功能強(qiáng)等特點(diǎn)。可用來(lái)進(jìn)行串行通訊，擴(kuò)展并行 I/O口，甚至與多個(gè)單片機(jī)相連構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng)，從而使單片機(jī)的功能更強(qiáng)且應(yīng)用更廣。 由于受集成度限制，片內(nèi)只讀存儲(chǔ)器一般容量較小，如果片內(nèi)的只讀存儲(chǔ)器的容量不夠，則需用擴(kuò)展片外的只讀存儲(chǔ)器，片外最多可外擴(kuò)至 64k 字節(jié)。它們都是通過(guò)片內(nèi)單一總線連接而成，其基本結(jié)構(gòu)依舊是 CPU 加上外圍芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。接著 EP=ET=1,在此期間 74161 一直處于計(jì)數(shù)狀態(tài)。表 3 為 74161 的功能表： 表 3 74161 的功能表 清零 RD 預(yù)置 LD 使能 EP ET 時(shí)鐘 CP 預(yù)置數(shù)據(jù)輸入 A B C D 輸出 QA QB QC QD L L L L L H L 上升沿 A B C D A B C D H H L 保 持 H H L 保 持 H H H H 上升沿 計(jì) 數(shù) 其中 RD是異步清零端， LD是預(yù)置數(shù)控制端， A、 B、 C、 D 是預(yù)置數(shù)據(jù)輸入端，EP 和 ET 是計(jì)數(shù)使能端， RCO(=)是進(jìn)位輸出端，它的設(shè)置為多片集成計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)提供了方便。即當(dāng) VS≤ 1/3Vcc 時(shí)， Vo 為 “ 1”電平，處于置位狀態(tài)。 芯片各引腳的功能 表 1 555 定時(shí)器的引腳及功能 芯片的等效功能方框圖及工作原理 555 時(shí)基電路等效功能方框圖如圖 8 所示 : 引腳編號(hào) 符號(hào) 功能說(shuō)明 1 GND 地線 2 TR 觸發(fā) 3 OUT 輸出 4 RES 復(fù)位 5 CV 控制電壓 6 TH 閥值 7 DIS 放電 8 VCC 電壓 簡(jiǎn)易 R、 L、 C 測(cè)量?jī)x 8 圖 8 555 時(shí)基電路等效功能方框圖 芯片的工作原理 [1] 555 的等效功能框圖中包含兩個(gè) COMS 電壓比較器 A 和 B，一個(gè) RS 觸發(fā)器，一個(gè)反相器，一個(gè) P 溝道 MOS場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成的放電開(kāi)關(guān) SW，三個(gè)阻值相等的分壓電阻網(wǎng)絡(luò)，以及輸出緩 沖級(jí)。 ：采用 AT89S52 單片機(jī)進(jìn)行控制。 系統(tǒng)各模塊最終方案 通過(guò)分析和論證，我們最終各模塊選擇方案如下： ：采用 555組成多諧振蕩，利用繼電器自動(dòng)進(jìn)行對(duì)電阻、電容參數(shù)量程的選擇，取得更好的頻率范圍，從而進(jìn)行量程的自動(dòng)切換。價(jià)格便宜，功能單一，但很實(shí)用。價(jià)格有點(diǎn)昂貴，但很實(shí)用。 電感振蕩模塊 采用電容三 點(diǎn)式振蕩電路來(lái)產(chǎn)生不同的頻率，由于單片機(jī)的計(jì)數(shù)能力有限，所以，振蕩電路產(chǎn)生的頻率必須經(jīng)過(guò)分頻后再送單片機(jī) 口計(jì)數(shù)。 然后根據(jù)所測(cè)頻率判斷是否轉(zhuǎn)換量程，或者是把數(shù) 據(jù)處理后，把電阻、電容、電感的值送顯示部分顯示出相應(yīng)的參數(shù)值，利用編程實(shí)現(xiàn)量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換。基于此思想，我們把電子元件的集中參數(shù)電阻、電容、電感轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào) f,然后用單片機(jī)計(jì)數(shù)后在運(yùn)算求出電阻、電容、電感的值，并送顯示部分顯示。因此它對(duì)振蕩器的要求較高，另外，和電橋法一樣，調(diào)節(jié)和平衡判別很難實(shí)現(xiàn)智能化。這樣，電橋法不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量。電阻 R 可用直流電橋測(cè)量，電感 L、電容 C 可用交流電橋測(cè)量。這種方法要測(cè)出兩個(gè)模擬量，不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。H～ 10 mH （ 2）測(cè)量精度 +5％ （ 3）制作 4 位數(shù)碼管顯示器，顯示測(cè)量數(shù)值，并用發(fā)光二極管分別指示所測(cè)元件的類(lèi)別和單位 發(fā)揮部分 （ 1）擴(kuò)大測(cè)量范圍 （ 2）提高測(cè)量精度 （ 3）測(cè)量量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換 方案比較 目前，測(cè)量電子元件集中參數(shù)電阻、電容、電感的儀表種類(lèi)較多，方法也各不相同，這些方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)。于是本設(shè)計(jì)采用了比較先進(jìn)的 89S52為控制核心， 89S52單片機(jī)功耗很低，價(jià)格便宜，更重要的是單片機(jī)在測(cè)量頻率時(shí)的誤差非常的小， 在設(shè)計(jì)中，將所要求的參數(shù)通過(guò)振蕩電路轉(zhuǎn)化為頻率信號(hào)， 作為單片機(jī)的時(shí)鐘源 ，再通過(guò)單片機(jī)軟件的編程來(lái)實(shí)現(xiàn)其量程轉(zhuǎn)換以及各模塊參數(shù)的顯示，這就為該設(shè)計(jì)的低誤差率、易操作性提供了必要的條件，從而使得本設(shè)計(jì)才能夠順利完成。而對(duì)于那些電路基礎(chǔ)相對(duì)薄弱的人們，那只能是望而興嘆了。s an extremely valuable experience to me. KEY WORD: RC surging circuit； LC surging circuit； 89S52 single chip puter； measure instrument 目 錄 第一章 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ......................................................... 1 設(shè)計(jì)背景 .............................................................. 1 設(shè)計(jì)要求 .............................................................. 1 設(shè)計(jì)任務(wù) .......................................................... 1 技術(shù)要求 .......................................................... 2 方案比較 .............................................................. 2 方案論證 .............................................................. 4 總體思路 .......................................................... 4 設(shè)計(jì)方案 .......................................................... 5 各模塊方案論證 ........................................................ 5 電阻、電容振蕩模塊 ................................................. 5 電感振蕩模塊 ...................................................... 5 顯示模塊 .......................................................... 5 開(kāi)關(guān) .............................................................. 6 中央控制器模塊 .................................................... 6 系統(tǒng)各模塊最終方案 ................................................. 6 第二章 主要電路設(shè)計(jì)與說(shuō)明 ................................................. 7 555 芯片簡(jiǎn)介 .......................................................... 7 芯片各引腳的功能 .................................................. 7 芯片的等效功能方框圖及工作原理 .................................... 7 74LS161 芯片的簡(jiǎn)介 .................................................... 9 AT89S52 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) ................................................. 9 繼電器的工作原理 ..................................................... 11 繼電器的定義 ..................................................... 11 電磁繼電器的工作原理和特性 ........................................ 11 繼電器的工作環(huán)境 ................................................. 11 LCD 的引腳功能 ....................................................... 12 RX 的 RC振蕩電路 ................................................... 12 第三章 設(shè)計(jì)電路 .......................................................... 15 測(cè)量電阻的電路模塊 ................................................... 15 測(cè)電容的 RC 振蕩電路 .................................................. 16 測(cè)電感的電容三點(diǎn)式振蕩電路 ........................................... 17 第四章 軟件設(shè)計(jì) .......................................................... 20 第五章 系統(tǒng)測(cè)試 .......................................................... 22 ............................................................. 22 ................................................... 23 電阻的測(cè)量 ....................................................... 23 電容的測(cè)量 ....................................................... 23 電感的測(cè)量 ....................................................... 24 第六章 總結(jié) .............................................................. 25 參考文獻(xiàn) .................................................................. 26 致謝 ...................................................................... 27 附 錄 ..................................................................... 28 附錄 1 元器件清單 ........................................................ 28 附錄