【文章內(nèi)容簡介】 555，研究中測量電阻的方法是“脈沖計數(shù)法” ，接著，由 555 電路組成的多諧振蕩電路計算出頻率，最后通過頻率計算出電阻的大小。 555 接成多諧振蕩器的形式，其振蕩周期為： (31)1212121T(ln)(ln)RtRC????? 得出： (32)1f(ln2)Rx)C1x??即： （316171[/2]()*XxRIf???????3） 其中 R16=1KΩ, R17=1KΩ,C11=：電阻測試電路見圖 34 所示。江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第 10 頁 共 46 頁D I S CT H RT R I GR S TV C CG N D C V O L TO U TG N DC 50 . 1 U FC 60 . 1 U FR XR 91 K F RV C CR 81 K15267483 圖 34電阻測試電路電阻是基本的電參數(shù)之一，通常在直流條件下測量，也有在交流情況下測量。由 555 定時器和單片機構成的測量電阻比傳統(tǒng)的測量電阻簡單，有較高的性價比，可以廣泛應用于各種控制系統(tǒng)中。江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第 11 頁 共 46 頁 測量電容電路的設計電容測量電路的基本原理：把電容通過電路轉(zhuǎn)化成電壓量，把電壓量經(jīng)過轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量進行顯示。用“脈沖計數(shù)法”來測量電容，其方法是：由 555 電路構成的多諧振蕩電路，輸出的頻率就能計算出電容的大小。555 接成多諧振蕩器的形式，其振蕩周期為： (34)12122(ln)R)Cx(ln)RxTt?????我們設置 R1=R2,得出： (35)13(ln2)/RCxfx?? 即： （313(ln2)fxx??6）電路分為 1 檔：R14=30KΩ,R15=； (37)()/fxCx???電容測試電路見圖 35 所示。江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第 12 頁 共 46 頁D I S CT H RT R I GR S TV C CG N D C V O L TO U TG N DC XC 40 . 1 U FR 62 0 0 KR 71 M F CR 81 K15267483 圖 35電容測試電路電容測試電路的基本原理：把電容通過電路轉(zhuǎn)換成電壓量，把電壓量經(jīng)過轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量進行顯示。電容數(shù)字測量儀可由多種方法設計。例如：555集成定時器構成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，多諧振蕩起等等。江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第 13 頁 共 46 頁 測量電感電路的設計及仿真 測量電感電路的設計電感的測量是采用電容三點式振蕩電路來實現(xiàn)的。三點式振蕩電路是指：與發(fā)射級相連的兩個電抗元件同為電容式的三點式振蕩電路，也就是射同基反的構成原則成為電容三點式振蕩電路。其振蕩頻率為： (38) 12fxLC?? 即： 14fxC? (39)2(38le6)/Lx??電感測試電路見圖 36 所示。L x+ +R 1 01 0 0 KQ 19 0 1 3R 1 11 KC 1 10 . 1 u fC 90 . 1 u fC 1 00 . 1 u fQ 29 0 1 3R 1 21 0 0 KR 1 34 7 KT H RT R L GR S T V C CG N D C V O L TD I S CO U TF LC 1 20 . 1 u fC 72 2 u fC 80 . 1 u fV C C48U 462731 5N E 5 5 5 D圖 36電感測試電路江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第 14 頁 共 46 頁 多路選擇開關電路的設計集成模擬開關通常包括多個通道。通道數(shù)量對傳輸信號的精度和開關切換速率有直接的影響，通道數(shù)越多，寄生電容和泄漏電流就越大。因為當選通一路時，其它阻斷的通道并不是完全斷開，而是處于高阻狀態(tài)，會對導通通道產(chǎn)生泄漏電流，通道越多，漏電流越大，通道之間的干擾也越強。多路選擇開關控制如表 31 所示。 測量類別0 0 Y0L0 1 Y1R1 0 Y2C1 1 *表 31 多路選擇開關控制表 31 中*表示未定義此功能。江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第 15 頁 共 46 頁多路選擇開關硬件電路如圖 313 所示。BAX 0X 1X 2X 3Y 0Y 1Y 2Y 3E NG N DV E EV C CXYG N DC D 4 0 5 2 B C MP 2 . 4P 2 . 3F CF RF L91 01 21 41 568731 3 P 3 . 5G N D0 . 1 U FC 1 3V C C1 615241 1圖 313 多路選擇開關多路選擇器是數(shù)據(jù)選擇器的別稱。在多路數(shù)據(jù)傳送的過程中，能根據(jù)需要將其中任意一路選出來的電路，叫做數(shù)據(jù)選擇器，也稱多路選擇器或多路開關。 江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第 16 頁 共 46 頁 第 4 章 電阻、電容、電感測試儀的軟件設計 I/O 口的分配 R 測量程序的選擇 C 測量程序的選擇 L 測量程序的選擇 多路選擇開關控制選擇、 和 按鍵輸入及測量指示燈模塊是以單片機為核心，然后通過按鍵控制測量的被測參數(shù)在數(shù)碼管顯示，按鍵主流程圖如 41 所示。江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第 17 頁 共 46 頁開始按鍵初始化有無按鍵按下執(zhí)行按鍵功能數(shù)碼管顯示Y結束N圖 41按鍵主程序流程圖 主程序流程圖 被測參數(shù)的各個選擇和詳細數(shù)據(jù)都會以一定方式得以呈現(xiàn)，具有極高的直觀價值。在三鍵互換的高便捷化的步驟中，首先是被測元件的植入，其次開啟開關，SET 鍵的作用使得數(shù)據(jù)恢復至原始狀態(tài)，最后對其操作選擇項，其種類是被測參數(shù)的重要指標。參數(shù)測試程序的啟動必須由按鍵實現(xiàn)，著重注意的是單片機按鍵的種類，總之，最終數(shù)碼管會表達出所測結果。江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第 18 頁 共 46 頁 頻率參數(shù)計算的原理 本設計頻率的計算采用單片機外部中斷 ，然后對外觸發(fā)電路產(chǎn)生的脈沖頻率的測量，重要的是仔細對其進行測量，接著對于測量數(shù)據(jù)進行有效處理。 單片機對頻率測量的原理如下圖 42 所示。圖 42測頻率原理圖示說明：圖 42 中 t1 時刻檢測到高電頻開定時器 1，開始計數(shù)； t2 時刻等待檢測低電頻；t3 時刻第二次檢測到高電頻時關定時器停止計數(shù)。利用高電頻的訊號傳來，則其檢測器便工作使得定時器感應便得以計數(shù)，接著檢測低電頻，因為在感應到低電頻時，脈沖的脈寬已經(jīng)被記下，然而這是頻率，因此，我們必須再次重復上述過程，在等到下一個高電頻時，應該及時終止計數(shù)，最終的觸發(fā)電路的周期=此計數(shù)值*機器的周期數(shù)，輸入信號的頻率只需要稍作處理便可輕易獲得。程序流程圖如圖 43 所示。江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第 19 頁 共 46 頁 返回開始初始化F w 是否為 1開定時器 T R = 1F w 是否為 1F w 是否為 0YNYYNN數(shù)據(jù)處理 圖 43頻率計算程序流程圖根據(jù)電源給定的輸入電壓、輸出電壓、額定工作頻率和占空比直接求取變壓器的初、次級匝數(shù)，一次設計就能確定變壓器所有參數(shù)，解決了高頻變壓器設計中需要反復設計與驗證的問題?；谠摲椒ㄔO計了一臺 5V／10A 的開關電源，并對電源的工作頻率、占空比等參數(shù)進行了驗證。江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第 20 頁 共 46 頁第 5 章 系統(tǒng)的調(diào)試 PROTEL99SE 的介紹 設計庫管理模式主要被 Protel99SE 所運用，除了可用于在線設計外，還具備較高準確性的數(shù)據(jù)共享能力以及 3D 效果。EDA 設計軟件可以達到此設計的電路原理要求，這一軟件可在 Windows9X/2022/NT 操作系統(tǒng)運用，在類如印制電路板設計這些工作中，筆者運用 16 個電源地層、16 個機加工層和設計 32 個信號層進行設計。Protel99se 主要包含以下兩大部分和 6 個功能模塊。電路工程設計部分 （1)電路原理設計部分(2)印刷電路板設計系統(tǒng)(3)自動布線系統(tǒng)電路仿真與 PLD 部分(1)電路模擬仿真系統(tǒng)(2)可編程邏輯設計系統(tǒng)(3)高級信號完整性分析系統(tǒng) 系統(tǒng)調(diào)試與系統(tǒng)測試 系 統(tǒng) 軟 件 調(diào) 試 匯編語言源程序向 CPU 可以操作的機器碼轉(zhuǎn)變有兩種方法，手工匯編和機器匯編，由于手工匯編的繁瑣導致其已被不被市場采用。機器匯編具有許多優(yōu)勢，尤其在此項研究中，譬如：成本低，大大減少了研究資金，效率高，為此項研究做了極大的保障，代碼體積小，成為設計的一大亮點?，F(xiàn)代電子工業(yè)設備中多數(shù)運用此項語言的原因也在于此。 系統(tǒng)測試江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第 21 頁 共 46 頁 (1)測試原理： MCS51 單片機將三大電子元件相對照的振蕩電路與相對應的頻率相轉(zhuǎn)化從而實現(xiàn)各個參數(shù)的測量。電感通過電容三點式記錄，電阻和電容是通過 555 多諧振蕩電路實現(xiàn)測量，被測頻率的測量是通過振蕩頻率傳送至計數(shù)端有時間限定計數(shù)得出，接著了解該頻率即可得出被測參數(shù)的大小。仿真平臺 Keil5C 語言以及匯編語言的結合使用成就了系統(tǒng)應用軟件的運用；主要有以下幾個模塊：主程序模塊、顯示模塊、電阻測試模塊、電容測試模塊和電感測試模塊。 (2)測試方法：在測試過程中，主要比較實際被測參數(shù)和標準參數(shù)值的大小，以此了解本系統(tǒng)的測試有效率。 (3)測試儀器：示波器，萬用表，穩(wěn)壓電源，計算機。 測試結果：按鍵完成實驗，做好記錄，深度研究。測試結果如下：a)電阻測試數(shù)據(jù)如表 51 所示。表 51電阻測試數(shù)據(jù)標稱值(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。表 52 電容測試數(shù)據(jù)讀取示