【正文】 了讀數(shù)的跳動，使得讀取測量結(jié)果更加方便。所以 本設(shè)計設(shè)計了 基于 AT89S51 單片機 控 制 的 RLC 測試儀 ?，F(xiàn)在使用的 RLC 測試儀大都是 硬件電路往往比較復雜，體積比較龐大，不便攜帶，而且價格比較昂貴 ，而且對初學者來說很不方便。能夠很好的完成對 RLC參數(shù)的測量。1 課題設(shè)計目的意義 1 技術(shù)要求 2 方案一 7 模擬開關(guān) 24 5 總結(jié) 25 參考文獻 28 長春工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 1 引言 課題的目的和意義 現(xiàn)在我們所使用過的 RLC測試儀最典型的就是萬用表，但是萬用表在使用過程中如果操作不當非常容易產(chǎn)生誤差，隨著社會的發(fā)展測試儀的應(yīng)用越來越廣泛，我們發(fā)現(xiàn)儀表模式的測試儀使用起來越來越不方便。本設(shè)計 是用振蕩電路把RLC的參數(shù)轉(zhuǎn)換成頻率，再用單片機計算頻率，然后對其值進行補償后再顯示 RLC的值，所以用起來非常方便而且價格便宜、精確度高，測量誤差保持在 5%以內(nèi)。本儀表通過插值算法使測量結(jié)果精度得到了有效的提高，同時通過數(shù)字慣性濾波法 避免了讀數(shù)的跳動，使得讀取測量結(jié)果更加方便。 技術(shù) 要求 測量范圍：電阻 100歐姆到 1M歐姆，電容 100pF到 10000pF，電感 100uH到 10mH。 擬解決關(guān)鍵問題 (1) 對 RC震蕩和 LC三點式振蕩的振蕩器的設(shè)計和相關(guān)計算。 (2) 8051單片機的軟件 程序的設(shè)計和調(diào)試。 課題的來源 隨著社會發(fā)展的需求，測試儀應(yīng)用的廣發(fā)，老式的測試儀越來越不能滿足社會的需求，基于這這一觸發(fā)點需要完成一套智能型的適應(yīng)需求的 RLC 測試儀。傳統(tǒng)意義上的硬件電路已經(jīng)不能滿足當今社會日益發(fā)展的功能要求，而只有兩者相互結(jié)合的設(shè)計，各取所長，才能滿足設(shè)計的要求。電橋平衡的條件為 )*(2)*(1 21 **** xn jxjn eZZeZZ ???? ?? ? 圖 21 RLC 測量電橋 通過調(diào)節(jié)阻抗 Z Z2 使電橋平衡，這時電表 讀數(shù)為零。 諧振法 諧振 法可以用來測量 L、 C值，如圖 2所示。 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 :L0 C0C1VCx 圖 22 諧振法測量 L、 C原理圖 G Z1 Z2 Zx Zn 長春工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 伏安法 伏安法是測量電阻的最基本方法，如圖 23所示。這種測量的方法的精度變化大，若要較高的精度，必須較多的量程，電路復雜。其實，這種轉(zhuǎn)換就是把模擬量近似地轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，另一方面也避免了由指針讀數(shù)引起的誤差。且精度高，適應(yīng)儀器發(fā)展的需求。它的振蕩周期為 8488421 )2)(2( l n)2( l n))(2( l n CRRCRCRRttT xxx ??????? 即 bkTRCTR x ???? 2)2( ln2 48 (1) 式中8)2(ln21 Ck ? , 24Rb? 。取 R1=R2，則 kTTRC x ?? 1)2( ln3 1 式中1)2(ln31 Rk ? 。當選通端處在選通狀態(tài)時，輸出端的狀態(tài)取決于輸人端的狀態(tài)；當選通端處于截 止狀態(tài)時，則不管輸人端電平如何，輸出端都呈高阻狀態(tài)。模擬開關(guān)的真值表 如下 表 31 模擬開關(guān)的 真值表 E A B 1 0 0 1 1 1 0 0 高阻狀態(tài) 0 1 高用狀態(tài) 模擬開關(guān)的工作 原理如下： 當選通端Ｅ和輸人端Ａ同為 1時，則 S2端為０，Ｓ 1端為１，這時ＶＴ 1導通，ＶＴ 2截止，輸出端Ｂ輸出為１，Ａ =Ｂ，相當于輸入端和輸出端接通。 常用的 CMOS模擬開關(guān)集成電路 根據(jù)電路的特性和集成度的不同，ＭＯＳ模擬開關(guān)集成電路可分 為很多種類。 “INH” 是禁止端，當 “INH”=1 時，各通道均不接通。 89C51單片機 單片機綜述 微處理器 CPU微處理器是微型電子計算機的心臟或指揮中心，所以人們又稱這個關(guān)鍵部件叫中央處理器，簡稱為 CPU。普遍以為單片機是將 CPU， RAM， ROM、定時器 /計數(shù)器以及輸入 /輸出（ I/O）接口電路等計算機主要部件集成在一塊芯片上，這樣所組成的芯片級微型計算機稱為單片微型計算機（ Single Chip Microputer），簡稱為單片機微型機或單片機。在本設(shè)計中利用單片機主要目的是為了，實現(xiàn)廣告燈的智 能閃爍，從而實現(xiàn)多種花樣顯示，同時也用于控制固態(tài)繼電器的開通與關(guān)斷?？臻e方式停止 CPU的工作，但允許 RAM，定時 /計數(shù)器，串行通信 口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址 (低 8位 )和 數(shù)據(jù)總線復用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流 (IIL)。在訪問外部程序存儲器或 16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器 (例如執(zhí)行 MOVX DPTR指令 )時， P2 口送出高 8位地址數(shù)據(jù)。對 P3口寫入 “ 1” 時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。 ? ALE/PROG ： 當 訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE(地址鎖存允許 )輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。該位置位后，只有一條 MOVX和 MOVC指令 ALE才會被激活。 ? EA/VPP： 外部訪問允許。 Flash存儲器編程時，該引腳加上 +12V的編程允許電源 Vpp,，當然這必須是該器件是使用12V編程電壓 Vpp。 外接石英晶體 (或陶瓷諧振器 )及電容 C1, C2 接在放人器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。 用戶也可以采用外部時鐘。 10pF 陶瓷諧振器： C1， C2=40pF177。即是掉電模式，當 PD=1 時，激活掉電工作模式，單片機進入掉電工作狀態(tài)。 在空閑工作模式狀態(tài)， CPU 保持睡眠狀態(tài)而所有片內(nèi)的外設(shè)仍保持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產(chǎn)生。程序會首先響應(yīng)中斷，進入中斷服務(wù)程序，執(zhí)行完中斷服務(wù)程序并緊隨 RETI，（中斷返回 )指令后，下一條要執(zhí)行的指令就是使單片機進入空閑模式那條指令后而的一條指令。退出掉電模式的唯一方法是硬件負位，復位后將重新定義全部特殊 功能寄存器但不改變 RAM 中的內(nèi)容，在 Vcc 恢復到正常工作電平前，復位應(yīng)無效，且必須保持一定時間以使振蕩器重啟動并穩(wěn)定工作。不過這兩種工作方式?jīng)]有本質(zhì)的區(qū)別，只是計數(shù)脈沖來源不同而已：如果計數(shù)脈沖是頻率相對穩(wěn)定的系統(tǒng)時鐘信號（一般是系統(tǒng)時鐘的分頻信號）時， 則稱為定時方式；反之，當計數(shù)脈沖取自 CPU I/O引腳的外部信號時，稱為計數(shù)方式。 (6) 寄存器 1通用寄存器 R0～ R7，分成四組，共占據(jù) 32個單元（片內(nèi) RAM）， 由程序狀態(tài)字 PSW的第 第 3位選擇。定義為： Cy: 進位標志：有進 /借位時， Cy=。 最高進位 CP=0，次高位進位 CS=1,OV=CPCS=1,溢出（ D7=1為負數(shù)，于事實不符） P: 奇偶標志 （標識 Acc中當前奇偶狀態(tài)，為 A中 1的個數(shù)之和， P＝ 1為奇）。若執(zhí)行前 F0=0， RS1=0， RS0=0，則上例 PSW＝ (CyACF0RS1RS0OVP)=0100 0100B (d) 堆棧指針 SP（ Stack Pointer ）： 地址 81H。PUSH ACC； SP=SP+1， (SP)← ACC。 (f) 程序計數(shù)器 PC(Program Counter)：又稱程序指針。不能在程序中直接讀或修改 PC的內(nèi)容。 083μ S。上圖為單字節(jié)單周期讀指令波形示意圖。 (a) 訪問片外 ROM/RAM時序：讀片外 ROM時序 MOVC A, A+DPTR ① 準備（無效狀態(tài)）， ② 操作碼地址送 P0、 P2口，鎖存低 8位地址 , ③ CPU讀指令碼， ④ 譯碼，發(fā)控制命令， ⑤ 操作數(shù)地址送 P0、 P2口，鎖存低 8位地址， ⑥ 讀操作數(shù)，送至 A。 LED數(shù)碼管的外觀、引腳及筆段排列如圖 13（ a） 所示，其中 a到 g段用于顯示數(shù)字、字符的筆畫， dp顯示小數(shù)點，而 8引腳連通，作為公共端。 如圖 (b)(c) 依據(jù)顯示驅(qū)動方式的不同，可將 LED數(shù)碼顯示電路分為靜態(tài)顯示方式 和動態(tài)顯示方式。 定時計數(shù)法 長春工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 定時計數(shù)法的具體做法是： a. 將 T0設(shè)為定時器， T1 設(shè)為計數(shù)器。 e. 將 t和 n代入式 (6)求出脈沖周期 T。 c. 同時啟動 T0和 T1，等待 T1中斷。 為了增大本設(shè)計 的測量范圍，應(yīng)盡量增大頻率的測量范圍，本設(shè)計 將頻率測量范圍定在1Hz200KHz。 穩(wěn)定讀數(shù) 要使振蕩器輸出的頻率 絕對不變是很難做到的，這將會使在測量的過程中讀數(shù)不停地跳動而影響讀數(shù)，待別是在某個整數(shù)附近跳動時（比如在 5000 1? 跳動時，讀數(shù)就會在 4999至 5001 中不停地跳動，每一位數(shù)字都是在變化的）讀數(shù)就更難看清楚了，因此很有需要去使讀數(shù)穩(wěn)定下來。 在 本設(shè)計 中，若采用式 (15)進行穩(wěn)定讀數(shù)，仍會存在一些問題。 圖 45 穩(wěn)定讀數(shù)子程序流程圖 開始 ?)1(????kookffN ioofff )1( ?? ??? io ff ?返回 Y 長春工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 總結(jié) 在這次設(shè)計的過程中，我們深切體會到，實踐是理論運用的最好檢驗。本次設(shè)計，為我們提供了展示自我能力的舞臺，也使我們深切認識到自身知識能力尚存在許多不足，更讓我們體會到了電子技術(shù)與設(shè)計的趣味，以及其強大深遠的實用性。 [M] 全國大學生電子設(shè)計競賽獲獎作品選編 1999，北京理工大學出版社。 [M] 機械工業(yè)出版社， 2020 , [15] 熊偉，侯傳教，梁清，孟濤。 [M] 北京 :清華大學出版社， 2020, [17] 樓然苗，李光飛。 同時感謝趙函， 張磊， 李長江等同學對我平時的幫助，在設(shè)計中遇到很多困難和問題，感謝他們給以我及時幫助個解答。 xdata unsigned char PCT _at_ 0x8803。 for(i=0xff。 P1=0xf0。0xf0)!=0xf0) { sccode =0xf0。0XF0)!=0XF0) //本行有鍵按下 { recode=(P1amp。 //行掃描碼左移一位 } } } return 0。 //鍵盤掃描函數(shù) delay10ms()。j = 20。 i = 25。 } void rest() { PA=0。 PCT=0x80。i++) {PC=j。 for(i=0。delay()。i++) {PA=j。 } void List2(void) //從左到右逐點減 { unsigned char i,j,k。PC=0xFF。i++) {PA=j。 for(i=0。delay()。i++) 長春工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 {PC=j。 } void List3(void) // 從左到右逐點加 { unsigned char i,j,k。PB=0。i8。}