基于單片機的電容電感測量系統(tǒng)設(shè)計本科論文-資料下載頁
2024-10-07 00:27本頁面
【導(dǎo)讀】廣泛起來，在應(yīng)用中我們常常要測定電容電感的大小。因此，設(shè)計可靠，安全，便捷的電容電感測試儀具有極大的現(xiàn)實必要性。蕩電路轉(zhuǎn)化為頻率實現(xiàn)各個參數(shù)的測量。該測試儀具有低功耗、高精度、攜帶方。便等特點，把所測數(shù)據(jù)保存在單片機里，然后通過LCD顯示。其中電容是采用555. 多諧振蕩電路產(chǎn)生的，而電感則是根據(jù)電容三點式產(chǎn)生的。最后測試結(jié)果表明，本設(shè)計性能穩(wěn)定，測量精度高。存在的問題而專門研制的。電容電阻的測量在測試技術(shù)和產(chǎn)品研究中研發(fā)中應(yīng)用。傳統(tǒng)的測量電容方法有諧振法和電橋法兩種。前者電路簡單，速度快，但精度低；后者測量精度高，但速度慢。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。采用時間常數(shù)發(fā)和同步分離法。所以本次設(shè)計是在555振蕩器基礎(chǔ)上擬定的一套自己的設(shè)計方案。用技能訓(xùn)練，為今后開展單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)打下初步的基礎(chǔ)。
【正文】 的定義可知，測量頻率就是測 1S 時間內(nèi)計數(shù)脈沖的個數(shù)。因此，用單片機側(cè)量頻率的基本方法，就是采用一個定時器，用另外一個定時器作為計數(shù)器，來計數(shù) 1S 內(nèi)脈沖的個數(shù)，得到的計數(shù) 值就是脈沖的頻率。這里有三個數(shù)據(jù)需要特別關(guān)注。 當(dāng)單片機使用不同晶振時，定時器的最大定時時間不同。這里使用的 12MHz三江學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 晶振，其時鐘周期是 1US， T0在 16 位定時器工作方式時的最大定時時間是： 1US*65536= 也就是說直接使用 T0 不能得到 1S 的時間。 1)、 13 位定時計數(shù)方式，最大計數(shù)值為 2^13=8192,定時 8192 個 機器周期 。此方式已經(jīng)不再用了，是為了和以前的單片機兼容，學(xué)初者不用掌握。 2)、 16 位定時計數(shù)方式，最大計數(shù)值為 2^16=65536,定時 65536 個機器周期。此方式可實現(xiàn)最大的定時時間和最大計數(shù)次數(shù)。是最常用方式之一。 3)、 8 位自動重裝計數(shù)方式，最大計數(shù)值為 2^8=256,定時 256 個機器周期。此方式工作時定時或計數(shù)到了不用重裝初值，精度較高。另外在 串口通訊 時常用此方式。是最常用方式之一。 4)、特殊工作方式。將 定時器 0 分成兩個 8 位功能不全的定時 計數(shù)器 ，要占用 T1 部分功能。也不常用 振蕩器的頻率 LC振蕩器的頻率公式是 f=1/2π√ LC 當(dāng)選用 L=100μ H時，不同電容由公式計算所得到的 f 值如表 21： 表 21 由公式求得的 LC 振蕩器的頻率 C 1000nF 100nF 10nF 1000pF 100pF 10pF 47pF 33nF f/Hz 15923 50354 159236 503547 1592356 5035473 73449 87656 由表 21中的數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)電容為 10nF 時， LC振蕩器的頻率已大大超過單片機的計數(shù)范圍。因此在使用單片機測量頻率時，要根據(jù)振蕩頻率的范圍確定計時時間。 本機的測量原理 本機的測量原理就是基于測量振蕩器頻率的方法。為了能夠同時測量電容和電感，采用了 LC 三點式振蕩器，擬采用 MCS51 單片機為核心來實現(xiàn)核心電路是由 LM311N 組成的 LC 振蕩器。由單片機測量 LC 振蕩回路的頻率，然后再依據(jù)振蕩頻率計算出對應(yīng)的電容電感量。但是由于單片機測量頻率范圍的限制，同事也為了減少分布參數(shù)對測量精度的影響，本機采用一個比較特殊的方法。概括地說。它是以一個意志的標準電容 C2 為基準，測量其振蕩器頻率，然后在計算電容或者電感。 具體的測量原理如圖 23 所示。圖中 C2 由一個 1000pF 的聚苯乙烯電容與一個 20pF 的瓷介電容并聯(lián)而成，精度 %，當(dāng) C2未接入電路時，由 L1和 C1 組成的振蕩器的頻率為 112 1 1f LC?? 三江學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 然后將 C2 與 C1 并聯(lián)，這時由 L1和 C1+C2 組成的振蕩器的頻率為 122 1( 1 2)f L C C?? ? 將以上兩式變換整理后可得 12 2 1( 1 2)f L C C?? ? 和 2211 1 14L f C?? ? ? 圖 23 測量原理圖 三江學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5
醫(yī)療健康相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1