【正文】 electronic ponents widely up gradually，in applications we often measured resistors，capacitors，inductors size. Therefore,the design of reliable，safe，convenient resistance，capacitance，inductance tester of great practical necessity.In the system hardware design，take the MCS51 monolithic integrated circuit as the core resistance，the electric capacity，the inductance reflectoscope reflector，the resistance，the electric capacity，the inductance，the use correspondence39。在系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中，以 MCS51 單片機(jī)為核心的電阻、電容、電感測試儀，將電阻，電容，電感，使用對應(yīng)的振蕩電路轉(zhuǎn)化為頻率實(shí)現(xiàn)各個(gè)參數(shù)的測量。因此，設(shè)計(jì)可靠，安全，便捷的電阻，電容，電感測試儀具有極大的現(xiàn)實(shí)必要性。最后，實(shí)際制作了一臺樣機(jī)，在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行了測試，結(jié)果表明該樣機(jī)的功能和指標(biāo)得到了設(shè)計(jì)要求。因此，設(shè)計(jì)可靠，安全，便捷的電阻，電容，電感測試儀具有極大的現(xiàn)實(shí)必要性。傳統(tǒng)的測量電容方法有諧振法和電橋法兩種。由于測量電阻，電容，電感方法多并具有一定的復(fù)雜性，所以本次設(shè)計(jì)是在參考 555 振蕩器基礎(chǔ)上擬定的一套自己的設(shè)計(jì)方案。電阻測量依據(jù)產(chǎn)生恒流源的方法分為電位降法、比例運(yùn)算器法和積分運(yùn)算器法。隨著數(shù)字化測量技術(shù)的發(fā)展，在測量速度和精度上有很大的改善，電容的數(shù)字化測量常采用恒流法和比較法。盡管本土測試測量產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展，但客觀地說中國開發(fā)測試測量儀器還普遍比較落后。關(guān)于這一點(diǎn)，在幾乎所有的研究機(jī)構(gòu)部門配置上即可窺其一斑。本土儀器設(shè)備廠商只是重研發(fā)，重視生產(chǎn)，重視狹義的市場，還沒有建立起一套完整的現(xiàn)代營銷體系和面向應(yīng)用的研發(fā)模式。還有，在技術(shù)水平?jīng)]有達(dá)到的條件下，一味地追求精度或追求高指標(biāo)，而沒有處理好與穩(wěn)定性之間的關(guān)系。隨著模塊化和虛擬技術(shù)的發(fā)展，為中國的測試測量儀器行業(yè)帶來了新的契機(jī)，加上各級政府日益重視，以及中國自主應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)研究的快速進(jìn)展，都在為該產(chǎn)業(yè)提供前所未有的動(dòng)力和機(jī)遇。(2)學(xué)習(xí) PROTEL99E, 等工具軟件的使用方法。(6)用 PROTEL 軟件繪制電原理圖和印刷電路版圖。前言3 本論文的結(jié)構(gòu)安排本論文的結(jié)構(gòu)安排為：第 1 章 前言，第 2 章 電阻、電容、電感測試儀的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，第 3 章 電阻、電容、電感測試儀的系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，第 4 章 電阻、電容、電感測試儀的軟件設(shè)計(jì)，第 5 章 PCB 板的設(shè)計(jì)與系統(tǒng)的調(diào)試，第六章 結(jié)論與展望。其速度快，體積小，可靠性和精度都較好，在設(shè)計(jì)中可采用 PLC 對硬件進(jìn)行控制，但是用 PLC 實(shí)現(xiàn)價(jià)格相對昂貴，因而成本過高。系統(tǒng)擴(kuò)展、系統(tǒng)配置靈活。所以，本次設(shè)計(jì)選定以單片機(jī)為核心來進(jìn)行。系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖 21 如下所示。鍵盤：本設(shè)計(jì)中有 Sr，Sc， SL 三個(gè)按鍵，可靈活控制不同測量參數(shù)的切換，實(shí)現(xiàn)一鍵測量。通過 51 單片機(jī)的 IO 口自動(dòng)識別量程切換，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測量。在硬件設(shè)計(jì)中，選用 MS51 系列單片機(jī)，其各個(gè) I/O 口分別接有按鍵、LED 燈、七位數(shù)碼管等，通過軟件進(jìn)行控制。4)定時(shí)/計(jì)數(shù)器(ROM)：有兩個(gè) 16 位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。8)時(shí)鐘電路：內(nèi)置最高頻率達(dá) 12MHz 的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序。RC 電路的時(shí)間常數(shù)計(jì)算公式：電阻、電容、電感測試儀的系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)9T=RC (31)即：T=RC=10u*10k=100ms。由 于 有 這 些 特 點(diǎn) ， 發(fā) 光 二 極 管 在 一 些 光 電 控 制 設(shè) 備 中 常 常 用 作 光 源 。發(fā)光二極管的接口電路如圖 32 所示：10 圖 32 發(fā)光二極管的接口電路發(fā)光二極管的設(shè)計(jì)中，每個(gè)二極管與單片機(jī)接口間有一個(gè)電阻，其阻值至少為 180 歐。數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類。通過分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的 COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。單片機(jī)片選電路如圖 33 所示。兩個(gè) 74HC573 分別作為段碼和位碼的數(shù)據(jù)鎖存器，它們的片選信號來自最小系統(tǒng) AT89S52 的 和 ，由此可以計(jì)算出它們的片選地址：段碼片選地址為[C000H~DFFFH]，位碼片選地址為 [A000H~BFFFH]。見圖 35 按鍵電路所示電阻、電容、電感測試儀的系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)13圖 35 按鍵電路控制R 、L、C的三個(gè)按鍵接入一個(gè)10K大小的上拉電阻，起限流保護(hù)作用。1)555 定時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)555 定時(shí)器是一種模擬電路和數(shù)字電路相結(jié)合的中規(guī)模集成電路,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 36(A)部分及管腳排列如圖(B)部分所示。比較器由兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的集成運(yùn)放 AA 2 組成。其工作波如圖(D)部分所示。時(shí)刻，u c 上升到 ，比較器 A1 的輸出由 1 變?yōu)?0，這時(shí)=0， =1， RS 觸發(fā)器復(fù) 0，定時(shí)器輸出 u0=0。此時(shí)電源再次向電容 C 放電，16重復(fù)上述過程。T 1 為電容充電時(shí)間，T 2 為電容放電時(shí)間。電阻的測量采用“脈沖計(jì)數(shù)法” ，由 555 電路構(gòu)成的多諧振蕩電路，通過計(jì)算振蕩輸出的頻率來計(jì)算被測電阻的大小。圖 39 電容測試電路電阻、電容、電感測試儀的系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)19 測量電感電路的設(shè)計(jì)及仿真 測量電感電路的設(shè)計(jì)電感的測量是采用電容三點(diǎn)式振蕩電路來實(shí)現(xiàn)的。 其 中 在 電 路 原 理 圖 編 輯 程 序Schematics 模 塊 中 PSPICE 的 輸 入 有 兩 種 形 式 ， 一 種 是 網(wǎng) 單 文 件 (或 文 本 文件 )形 式 ， 一 種 是 電 路 原 理 圖 形 式 ， 相 對 而 言 后 者 比 前 者 較 簡 單 直 觀 ， 它 既 可以 生 成 新 的 電 路 原 理 圖 文 件 ， 又 可 以 打 開 已 有 的 原 理 圖 文 件 。 該 程 序 的 輸 入 文 件 為 用 戶作 業(yè) 文 本 文 件 或 圖 形 文 件 仿 真 運(yùn) 行 后 形 成 的 后 綴 為 .dat 的 數(shù) 據(jù) 文 件 。圖 311 仿真原理圖電阻、電容、電感測試儀的系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)21圖 312 仿真波形圖由仿真結(jié)果可知該輸出波形為正弦波，為了方便頻率測量，把該波形通過555 構(gòu)成的施密特觸發(fā)器整形為方波，送入單片機(jī) T1 口進(jìn)行頻率計(jì)算。表 31 多路選擇開關(guān)控制 測量類別0 0 Y0R0 1 Y1C1 0 Y2L1 1 *表 31 中*表示未定義此功能。通過三個(gè)按鍵 Sr,Sc,SL 來進(jìn)行靈活控制，具體操作流程如 42 所示。圖 43 測頻率原理圖示說明：圖 43 中 t1 時(shí)刻檢測到高電平開定時(shí)器 1，開始計(jì)數(shù)； t2 時(shí)刻等待檢測低電平；t3 時(shí)刻第二次檢測到高電平時(shí)關(guān)定時(shí)器停止計(jì)數(shù)。一、Protel 99 SE 的系統(tǒng)組成按照系統(tǒng)功能來劃分，Protel99se 主要包含以下兩大部分和 6 個(gè)功能模塊。本系統(tǒng)的主要功能是：繪制、修改和編輯電路板；更新和修改零件封裝；管理電路板組件。本系統(tǒng)的主要功能是；對邏輯電路進(jìn)行分析、綜合；觀察信號的波形。 機(jī) 器 匯 編 是 通 過 匯 編 軟 件 將 源 程 序變 為 機(jī) 器 碼 ， 用 于 MCS51 單 片 機(jī) 的 匯 編 軟 件 有 早 期 的 A51， 隨 著 單 片 機(jī)開 發(fā) 技 術(shù) 的 不 斷 發(fā) 展 ， 從 普 遍 使 用 匯 編 語 言 到 逐 漸 使 用 高 級 語 言 開 發(fā) ， 單 片機(jī) 的 開 發(fā) 軟 件 也 在 不 斷 發(fā) 展 ， Keil 軟 件 是 目 前 最 流 行 開 發(fā) MCS51 系 列 單片 機(jī) 的 軟 件 ， 這 從 近 年 來 各 仿 真 機(jī) 廠 商 紛 紛 宣 布 全 面 支 持 Keil 即 可 看 出 。剛開始數(shù)碼管全亮但是單片機(jī)供電出現(xiàn)問題，用萬用表測試后發(fā)現(xiàn)單片機(jī)地線連接斷路，問題解決后在顯示測試過程中數(shù)碼管顯示不變，然后發(fā)現(xiàn)一片 573 芯片發(fā)熱，斷電后用萬用表測試發(fā)現(xiàn)連接該 573 芯片的數(shù)據(jù)口出現(xiàn)斷路，再次更換面包板后，測試顯示部分基本正常，有時(shí)會出現(xiàn)數(shù)碼管 g 段顯示不穩(wěn)定，分析后可能因上次 g 段數(shù)據(jù)斷路導(dǎo)致 573芯片發(fā)熱有損壞，更換新的 573 后顯示正常。(2)測試方法：在測試時(shí)將被測參數(shù)通過本系統(tǒng)測量出來的示值與參數(shù)的標(biāo)稱值進(jìn)行對比，進(jìn)而可以知道本系統(tǒng)的測試精度。表 51 電阻測試數(shù)據(jù)標(biāo)稱值(Ω)振蕩頻率（Hz）系統(tǒng)測量（Ω）相對誤差(%)330 6929 333 200 9501 205 530 4981 528 4700 5036 4892 20220 2596 19216 470000 157 464683 b) 電容測試數(shù)據(jù)如表 52 所示。所謂修正的方法就是在測量前或測量過程中，求取某類系統(tǒng)誤差的修正值。通過對相同被測參數(shù)的多次測量結(jié)果和不同被測參數(shù)的多次測量選取平均值，最后確定被測參數(shù)公式的常數(shù) K 值，從而達(dá)到減小本設(shè)計(jì)系統(tǒng)誤差的目的。采用單片機(jī)可提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性,縮小系統(tǒng)的體積,調(diào)試和維護(hù)方便，而且以 MCS51 單片機(jī)最小系統(tǒng)為核心的設(shè)計(jì)能夠滿足了整個(gè)系統(tǒng)的工作需求，555 振蕩器實(shí)現(xiàn)了被測電阻和被測電容參數(shù)的頻率化，電容三點(diǎn)式振蕩電路實(shí)現(xiàn)了被測電感參數(shù)的頻率化，被測頻率通過 CD4052 模擬開關(guān)送入單片機(jī)計(jì)數(shù)，再經(jīng)過顯示電路顯示被測參數(shù)的測量值，軟件用 C 語言編程，根據(jù)具體情況控制啟動(dòng)被測參數(shù)的相應(yīng)程序,能靈活控制被測參數(shù)的檔位切換。總之，整個(gè)系統(tǒng)的工作正常，完成了設(shè)計(jì)任務(wù)的全部要求。在人機(jī)交換方面，顯示部分可以改用顯示效果更好的液晶屏顯示，使系統(tǒng)工作狀態(tài)和數(shù)據(jù)顯示更加清晰、更加人性化。在此期間，xx 老師提出了很多有益的建議并給予我很大幫助。在此也要感謝我的各位學(xué)友，有了大家的支持和幫助使得論文研究工作得以順利的進(jìn)行。 //實(shí)際頻率值typedef unsigned char uchar。define LEDSEG XBYTE[0xbfff]define LEDDAT XBYTE[0xdfff]/*** 按鍵 ***/sbit sl=P1^0。sbit srg=P1^5。j5。}}void delay_50us(){ 畢業(yè)論文42uchar i。}}void display(uchar num,uchar seg){switch(num){case 1:num=0x06。case 3:num=0x4f。case 5:num=0x6d。case 7:num=0x07。case 9:num=0x6f。default :num=0x00。case 2:seg=0x02。case 4:seg=0x08。case 6:seg=0x20。}LEDSEG=seg。附錄43}void timer1(void) interrupt 3{TL1=0x00。 float tt=0。 TL1=0x00。 TR1=1。 l1=TL1。 tt=uu/(*)。 delay_5ms()。 m=R/100000。 q=(R/1000)%10。 s=(R/10)%10。 { R=(((**ff)))/。 w=(R/10000)%10。 b=(R/100)%10。附錄45 g=R%10。 m=C/100000。 q=(C/1000)%10。 s=(C/10)%10。 delay_5ms()。 delay_5ms()。 delay_5ms()。 畢業(yè)論文46 } while(1) {display(m,1)。 display(q,3)。 display(s,5)。 } }void main(){ judgekey()。同時(shí)，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(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè)邏輯門電路，對端口寫“1”可 作為高阻抗輸入端用。做輸出口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號拉低時(shí)會輸出一個(gè)電流。P3 口：P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。P3 口還接收一些用于閃速存儲器編程和程序校驗(yàn)的控制信號。即使不訪問外部存儲器，ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的正脈沖信號，因此它可對外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。該外置位后，只要一條 MOVX 和 MOVC 指令 ALE 才會被激活。EA/VPP:外部