【正文】 數(shù)據(jù)手冊不能一味的追求中文版，有時候中文版本翻譯的不仔細，造成的錯誤也不易查找。不過通過這次制作，我學(xué)會了如何分析一些小規(guī)模的模擬電路，并且能自己設(shè)計一些簡單功能的模擬電路，我覺得 學(xué)會 這 些東西 是我這次畢業(yè)設(shè)計 獲得 的最大收獲 。但是，主要誤差是電源質(zhì)量和標準元件的精度造成的 ， 為了克服這個問題，就要采取多種措施來減小誤差 。 79XX 系列集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用電路也很簡單。布線時，盡量避免粗導(dǎo)線交叉，不同電源之間的導(dǎo)線 應(yīng) 留有一定距離 ， 盡量將線間干擾降到最低。本系統(tǒng)中用到的電源共有177。 15V 分離電源，和通常用的運算放大器一樣， LM311 成為一種真正通用的電壓比較器。用相同的外圍電路亦可以完成頻率到電壓的轉(zhuǎn)換，加入一個簡單的偏置網(wǎng)絡(luò)就可以調(diào)節(jié)輸入邏輯電平的范圍。 電阻的計算方法 及簡單原理圖 圖 電阻測量簡易 原理圖 圖 所示電路為電阻測量簡易原理圖 由原理圖可以看出，被測電阻 xR 和已知電阻0R 是串聯(lián)關(guān)系，當 xR 發(fā)生改變時， xR 兩端電壓 xU 就會發(fā)生變化。其主要電器特性的典型值如 圖 所示： 15 圖 74LS393電器特性 74LS393 管腳圖 及真值表 如 圖 和圖 所示： 圖 74LS393管腳圖 16 圖 74LS393真值表 計數(shù)器原理圖 計數(shù)器是用三個 74LS393 芯片級聯(lián)成 24位二進制計數(shù)器，所有清零端接在一起并和單片機一個 I/O 端口相連，方便軟件復(fù)位計數(shù)器。在驅(qū)動器 ST7921 的配合下，最多可以驅(qū)動 256 32 點陣液晶。上電 后 ，電容充電需要一段時間，電容充電時，電容和單片機復(fù)位管腳 相連的地方電壓緩慢上升，只要保持 10ms 的低電平時間就實現(xiàn)了單片機的上電復(fù)位。模擬地和數(shù)字地需要用零歐電阻或者電感隔開以防止兩邊電 路互相干擾。有程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。其中 MSP430x41x 系列微控制器設(shè)計有一個 16位定時器，一個比較器， 96 段 LCD驅(qū)動器和 48個通用 I/O 引腳。 系統(tǒng)一開機 128 64 液晶顯示提示信息，提示用戶選擇需要測量的元件，選擇后繼電器會跳動，選擇相應(yīng)的測量檔位，然后系統(tǒng)進入等待狀態(tài)中。 系統(tǒng) 可以分為三部分：即電阻測量部分、電容測量部分、電感測量部分。 選擇該方案的原因是由于該方案可行性比較高，外圍電路難度適中，測量范圍 寬 ，系統(tǒng)總體功耗較低，可以滿足本次設(shè)計要求。根據(jù)被測阻抗的特性按照以下分析可以得到兩種平衡。其中 x 代表電位計變換的位置。 關(guān) 鍵詞 ： MSP430F149 單片機；電阻測量；電容測量；電感測量 論文類型 ： 應(yīng)用型 2 Title: Simply Measuring Device of Resistances, Capacitances and Inductances Major: Microelectronics Name: Ma Haibing (Signature) __________ Supervisor: Chai Yu (Signature) __________ ABSTRACT In recent years, the electronics industry is a very fast pace of development, the electronics industry panies directly caused by the growing needs of the munity have continued to increase. So now most universities have opened with the electronics and related professional courses for the munity to nurture a large number of electronics industry professionals. Done circuit design staff or students should be used multimeter to measure the parameters of a number of ponents in the circuit voltage or current. Multimeter has some limitations, however, it can only measure the parameters of the limited types of ponents for capacitors and inductors and some reactance ponents on the powerless. So make a simple RLC meter basis is particularly important to facilitate the circuit design staff or university students are required to facilitate the measurement circuit used in the specific capacitance and inductance values. The design idea is based on the above reasons put forward. The system uses TI39。然而萬用表有一定的局限性，它只能測量有限種類的元器件的參數(shù)，對于電容和電 感等一些電抗元件就無能為力了。 做過電路設(shè)計的工作人員或者學(xué)生 大多數(shù)使用 萬用表來測量一些元件參數(shù)或者電路中的電壓電流。 實驗測試結(jié)果表明，本系統(tǒng)性能穩(wěn)定，測量精度高。 元器件參數(shù)測量儀常用解決方案 平衡 電橋法測量 原理 橋電路由未知阻抗 z ，已知標準電阻 SR 和具有總電阻 PR 的電阻性電位計組成，電橋各元素分別是 Z 、 sR 、 ? ? PRx?1 、 PxR 。達到平衡時所測得的數(shù)據(jù) x 和 SR用來計算未知參數(shù) Z 。該方案原理圖 如圖 所示 ： 圖 LM311和電容電感組成的震蕩電路 經(jīng)過仔細比較和優(yōu)化，本系統(tǒng)最終 決定 采用 LM311 和電容電感組成振蕩電路 的方法來進行電容電感， 然后通過單片機和計數(shù)器組成的頻率測量電路最終計算出電容值和電感值。 擴展后的范圍如下： （ 1）測量電阻范圍： 1?～ 1M?，測量精度： 5%? ； （ 2）測量電容范圍： 10pF～ 100000 pF，測量精度： 10%? ； （ 3）測量電感范圍： 30?H～ 500mH，測量精度： 10%? ； 2 系統(tǒng)設(shè)計和分析 簡易電阻、電容電感測量儀的原理 本系統(tǒng)的基本工作原理 是將電阻，電容，電感的變化量最終變成脈沖波頻率的變化量，通過 單片機和由 數(shù)字芯片 搭建 的 計數(shù)器電路可以很方便的計算出脈沖波的頻率，確定頻率之后可以通過相應(yīng)的公式計算出各個器件的參數(shù)。得到頻率值后，單片機根據(jù)相應(yīng)元器件 參數(shù)的計算公式計算出元器件的參數(shù)并且在 128 64寬屏液晶上面顯示出結(jié)果。它采用數(shù)字控制振蕩器（ DCO），使得從低功耗模式到喚醒模式的轉(zhuǎn)換時間小于 6us。 存儲器：存儲程序、數(shù)據(jù)以及外圍模塊的運行控制信息。該電路最終產(chǎn)生兩路電壓，一路為模擬電路供電，一路為數(shù) 字電路供電。單片機要想實現(xiàn)復(fù)位，就必須在復(fù)位端口上持續(xù) 10ms 以上的低電平，所以該復(fù)位電路中使用了一個 的電容實現(xiàn)了上電復(fù)位的目的。 ST7920 同時作為控制器和驅(qū)動器，它可提供 33 路 輸出和 64 路 seg 輸出。 74LS393 功能及特點 74LS393 是一個雙 4位二進制計數(shù)器（異步清零）。最后通過計數(shù)器和單片機計算出具體頻率值，根據(jù) ADVFC32 的輸入電壓和輸出頻率之間的線性關(guān)系還有精密電阻分壓比可以求出待測電阻的 阻值 。輸入正電壓或者負電壓就可以轉(zhuǎn)換輸出相應(yīng)比例的頻率，這個過程只需要很少的外圍電路就可以完成。 23 LM311 功能和原理簡介 LM311 是一個高靈敏性的電壓比較器，能工作于 5V 到 30V 單個電源或者 177。由于運算放大器對電源的要求比 較高，所以電源質(zhì)量的好壞會 直接影響電路的 工作 的 穩(wěn)定性。焊接導(dǎo)線時需保持焊點光滑，不能有毛刺，特別是穩(wěn)壓芯片管腳26 上的焊點，有時候焊點的毛刺會帶來很大的紋波干擾。 79XX 系列集成穩(wěn)壓器的三個引腳為： 1 腳為接地端， 2腳為輸入端， 3腳為輸出端。 開始 單片機時鐘初始化 單片機端口初始化 液晶初始化顯示開機界面 開啟總中斷 定時器初始化 進入低功耗模式 31 表 61 電阻測試數(shù)據(jù) 待測電阻值（標稱） /Ω 本系統(tǒng)測量值 /Ω 電橋測量值 /Ω 誤差 1 1． 05 % 10 11． 21 10． 96 % 100 % 1000 1015,18 % 10000 % 100000 % 1000000 % 10000000 % 電容 測試 表 62 所示數(shù)據(jù)是通過標準數(shù)字電橋測量的電容值與本系統(tǒng)測量的電容值的比較 表 62 電容測試數(shù)據(jù) 待測電容值（標稱） 本系統(tǒng)測量值 電橋測量值 誤差 27p 31p 29p % 100p 104p 102p % 1000p 1028p 1015p % 3000p 3053p 3018p % 10000p 10223p 10057p % 30000p 31003p 30323p % 100000p 104445p 101253p % 470000p 479303p 470643p % 1000000p 1084201p 1008322p % 電感測試 表 63 所示數(shù)據(jù)是通過標準數(shù)字電橋測量的電感值與本系統(tǒng)測量的電感值的對比 表 63 電感測試數(shù)據(jù) 待測電感值（標稱） 本系統(tǒng)測量值 電橋測量值 誤差 32 47uH 44uH 43 uH % 100uH 103 uH 101 uH % 470uH 482 uH 474 uH % 3300uH 3323 uH 3114 uH % 10000uH 10067 uH 10012 uH % 47000uH 47952 uH 47057 uH % 100000uH 103093 uH 100074 uH % 400000uH 413272 uH 400254 uH % 誤差分析 系統(tǒng)誤差來源 較多，比如環(huán)境溫度和濕度，電源的穩(wěn)定性，還有測試電路中標準元件的精確度等等。以前對模擬電路設(shè)計也沒有概念，面對一個現(xiàn)成的電路也怎么分析，無從下手，更何況是自己設(shè)計電路呢。 總結(jié)了這次畢業(yè)設(shè)計的經(jīng) 驗，我覺得以后做東西的時候要更加的細心， 遇到問題要多思考，問題不解決徹底會留 有 后患的。當然我們也沒有辜負老師們的期望，在每年比賽中都 有收獲 。 //計數(shù)器復(fù)位 define CLR_C P6OUTamp。 define SET_CL P6OUT|=BIT2。//系統(tǒng)初始化 void Init_clk()。//Ok 鍵與 Back 鍵值的計數(shù)值 ，根據(jù)此數(shù)值，選擇進入的菜單級數(shù)，一級，二級，三級 unsigned char Up_Down_count=1。 //實際的頻率 40 float L_LHigh=150,C_LHigh=4570。//系統(tǒng)時鐘初始化 Init_Port()。 key_scan()。 _EINT()。//電感高檔 單位為 uH,電感低檔，單位為 uH 電容檔位低檔檔位 float Vref = 1000。//timer 軟件定時計數(shù) unsigned int M_data,L_data。//開啟或關(guān)閉定時器 B 0 為關(guān)閉 void getfrequece()。 //電阻檔位 1 和 2 默認低檔位 define CLR_R_CL P5OUTamp。=~BIT1。 Sons,Inc,2021. [17] Volnei 數(shù)字電路設(shè)計教程 .北京： 電子工業(yè)出版社 ， 2021. [18] Altera Corporation. Avalon Intreface Specification， May， 2021. [19] 深入了解示波器 .TeKtronix(美國 )， 2021. [20] 中國電子網(wǎng) . [21] 電子資料下載 . [22] 電子愛好者論壇 . 36 附 錄 附錄 1： MSP430F149 最小系統(tǒng)原理圖 37 附錄 2：簡易電阻、電容電感測量儀 完整原理圖 38 附錄 3：部分源程序 /*******************************************************************