【文章內(nèi)容簡介】 引腳分配如下：：RXD，串行通信輸入；：TXD，串行通信輸出；：INT0，外部中斷0輸入；：INT1，外部中斷1輸入；：T0，計時計數(shù)器0輸入；：T1，計時計數(shù)器1輸入；：WR：外部數(shù)據(jù)存儲器的寫入信號；：RD，外部數(shù)據(jù)存儲器的讀取信號；RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間；ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效；PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的PSEN信號將不出現(xiàn)；EA/VPP：當(dāng)EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時， EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）；XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入；XTAL2：來自反向振蕩器的輸出；（四）LCD的引腳功能本設(shè)計采用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；第2腳：VDD接＋5V電源；第3腳：V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度；第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平選擇指令寄存器；第5腳：RW為讀寫信號線，高電平進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和RW共同為低電平時，可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時可以讀忙信號，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)；第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令；第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線；第15～16腳：空腳；（五）測Rx的RC振蕩電路原理在電路中采用RC振蕩電路來測量電阻R、電容C的值，用555時基電路構(gòu)成RC振蕩器。如圖10所示，將555與三個阻、容元件如圖連接，便構(gòu)成無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩模式。圖10 電路圖圖11 波形圖當(dāng)加上電壓時，由于上端電壓不能突變，故555處于置位狀態(tài)，輸出端呈高電平“1”，而內(nèi)部的放電COMS管截止，通過和對其充電，觸發(fā)電平電位隨上端電壓的升高呈指數(shù)上升，波形如圖11所示：當(dāng)上的電壓隨時間增加，達(dá)到2/3Vcc閾值電平時，上比較器A翻轉(zhuǎn)，使RS觸發(fā)器置位，經(jīng)緩沖級倒相，輸出呈低電平“0”。此時，放電管飽和導(dǎo)通，上的電荷經(jīng)至放電管放電。當(dāng)放電使其電壓降至1/3Vcc觸發(fā)電平時，下比較器B翻轉(zhuǎn)，使RS觸發(fā)器復(fù)位，經(jīng)緩沖級倒相，輸出呈高電平“1”。以上過程重復(fù)出現(xiàn)，形成無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩。由上面對多諧振蕩過程的分析不難看出，輸出脈沖的持續(xù)時間就是上的電壓從1/3Vcc充電到2/3Vcc所需的時間，故兩端電壓的變化規(guī)律為設(shè)，則上式簡化為從上式中求得一般簡寫為電路間歇期就是兩端電壓從2/3Vcc充電到1/3Vcc所需的時間，即從上式中求得，并設(shè)，則一般簡寫為那么電路的振蕩周期為振蕩頻率，輸出振蕩波形的占空比為從上面的公式推導(dǎo)，可以得出（1）振蕩周期與電源電壓無關(guān)，而取決于充電和放電的總時間常數(shù)，即僅、的值有關(guān)。（2）振蕩波的占空比與的大小無關(guān)，而僅與、的大小比值有關(guān)。三、設(shè)計電路（一）測量電阻的電路模塊圖12是一個由555時基電路構(gòu)成的多諧振蕩電路，由該電路可以測出量程在100Ω～1MΩ的電阻。該電路的振蕩周期為其中為輸出高電平的時間，為輸出低電平的時間。則：為了使振蕩頻率保持在這一段單片機計數(shù)的高精度范圍內(nèi)，需選擇合適的C和R的值。第一個量程選擇，第二個量程選擇。這樣，第一個量程中，時第二個量程中，時因為RC振蕩的穩(wěn)定度可達(dá)103，單片機測頻率最多誤差一個脈沖，所以用單片機測頻率引起的誤差在百分之一以下。在電路中之所以選用可調(diào)電位器是因為繼電器的內(nèi)阻并不清楚，在進(jìn)行測量之前需要進(jìn)行校準(zhǔn)。把標(biāo)準(zhǔn)電阻插在插接口上，調(diào)節(jié)電位器，使數(shù)碼管顯示標(biāo)稱阻值。在以后的測量過程中，便可直接測量電阻。 圖12 測量電阻的電路（二）測電容的RC振蕩電路測量電容的振蕩電路與測量電阻的振蕩電路基本上一樣。圖13是一個由555時基電路構(gòu)成的多諧振蕩電路，由該電路可以測出量程在100pF～10000pF的電容。該電路的振蕩周期為若R1=R2，則 圖13 測量電容的電路（三）測電感的電容三點式振蕩電路在本設(shè)計中，電感的測量是采用電容三點式振蕩電路來實現(xiàn)的，如圖14所示。三點式電路是指：LC回路中與發(fā)射極相連的兩個電抗元件必須是同性質(zhì)的，另外一個電抗元件必須為異性質(zhì)的，而與發(fā)射極相連的兩個電抗元件同為電容時的三點式電路，成為電容三點式電路。在這個電容三點式振蕩電路中，C4 C5分別采用1000pF、2200pF的獨石電容，其電容值遠(yuǎn)大于晶體管極間電容，可以把極間電容忽略。振蕩公式：，其中 則電感的感抗為在測量電感的時候，發(fā)現(xiàn)電感起振頻率非常的高，大致到達(dá)3MHz左右，而單片機的最大計數(shù)頻率大約為500KHz，在頻率方面達(dá)不到測量電感頻率，于是我們把測電感的電容三點式電路得出的頻率經(jīng)過由兩片74LS161組成八位計數(shù)器作為分頻電路對該頻率進(jìn)行分頻，有3000000/64=46875，滿足單片機計數(shù)要求 圖14 測量電感的電路 在分頻器方面，采取兩塊74LS161芯片并行進(jìn)位方式，具體連接方式如圖16所示，在第一片74161中，采取16倍分頻，每產(chǎn)生一個進(jìn)位，第二片74161計數(shù)一次，當(dāng)QaQbQcQd=1101 也即當(dāng)?shù)诙K芯片計數(shù)到4次，產(chǎn)生一次進(jìn)位,使得第二塊芯片從1100重新開始計數(shù)，即164＝64倍分頻，RCO就是分頻后所需要的頻率，第二塊芯片工作狀態(tài)圖如圖15所示：圖15 第2塊74LS161芯片工作狀態(tài)圖圖16 74LS161分頻原理四、軟件設(shè)計核心在本設(shè)計中，采取的是以AT89S52單片機為控制核心，在程序中，涉及到按鍵的選擇，頻率的計數(shù)，量程的切換，將頻率轉(zhuǎn)換成所要求的參數(shù)，以及將所計算出的參數(shù)，送到LCD顯示等等。所以，軟件的編寫變得尤其主要。開始工作的時候，初始化系統(tǒng)。本系統(tǒng)軟件設(shè)計的主流程圖如圖17所示。對系統(tǒng)初始化之后，判斷是否有按鍵按下。以測電阻為例，測量的電阻經(jīng)RC振蕩電路轉(zhuǎn)換為頻率f，根據(jù)測電阻的換算公式，利用單片機軟件編程，測量出其阻值并送顯示。如果量程不夠大，系統(tǒng)將量程自動轉(zhuǎn)換為大量程，進(jìn)行測量。 圖17 軟件設(shè)計的主流程圖五、系統(tǒng)測試（一）仿真測試 測定系統(tǒng)與題目要求的符合程度，驗證設(shè)計是否達(dá)到要求，我們對系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分進(jìn)行了實際的測試。計算機，STC下載器，PROTEUS，MATSEUM。：用來編寫和編譯單片機相關(guān)的程序。PROTEUS：用來畫電路的電路圖及仿真電路。MATSEUM:用來畫電路圖及仿真電路。首先，在proteus以及matseum中畫好電路圖，檢查無誤后，編譯無誤后，將程序?qū)懹趐roteus，進(jìn)行仿真，在LCD上觀察測量值，記錄下來。用相似的方法測量電感與電容，一一做下記錄。（二）指標(biāo)測試及誤差分析電阻的測量 測量數(shù)據(jù)如下表4所示：表4電阻測量結(jié)果記錄與分析 電阻標(biāo)值本儀表讀數(shù)430Ω417Ω KΩ KΩ