【正文】 uint8 C = 0。 23 圖 01 示波器顯示 555 多諧振蕩波形 圖 02 電阻測試電路原理圖 24 圖 03 電阻測試 PCB 圖 圖 04 電感測試電路產(chǎn)生的波形 25 圖 05 電感測試電路的原理圖 圖 06 電感測試電路的 PCB 圖 26 附錄二 源程序如下： /****************************************Copyright (c)************************************************** ** jiangxiligongdaxue Development Co.,LTD. ** graduate school ** ** **File Info ** File name: ** Last modified Date: 20200115 ** Last Version: ** Descriptions: The main() function example template ** ** ** Created by: gongmingming ** Created date: 20200115 27 ** Version: ** Descriptions: The original version ** ** ** Modified by: ** Modified date: ** Version: ** Descriptions: ** ********************************************************************************************************/ include define LED1 117 define LED2 118 define LED3 119 define KEY1 116 define KEY2 114 define KEY3 115 define PIN_STR 18 28 uint8 const digitable[11]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00}。 由于捕獲頻率近似等于諧振頻率，使得測量本身存在誤差，制作電路板的過程中，存在一些干擾電阻，電阻和電容靠得太近，會(huì)影響電感產(chǎn)生的振蕩電路產(chǎn)生的頻率 。通過對(duì)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。第一種途徑是從相關(guān)資料中查??；第二種途徑是通過理論推導(dǎo)求取；第三種途徑是通過實(shí)驗(yàn)求取。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。 測試結(jié)果如下： a）電阻測試數(shù)據(jù)如下圖所示： b）電容測試數(shù)據(jù)如下： 電阻測量 測量值 誤差 % % % 真實(shí)值 20 c）電感測試數(shù)據(jù)如下： 誤差分析： 在實(shí)際測量中，由于測試環(huán)境，測試儀器，測試方法等都對(duì)測試值有一定的影響 ，都會(huì)導(dǎo)致測量結(jié)果或多或少地偏離被測量的真值。 （ 3） 測試儀器：示波器，萬用表，穩(wěn)壓電源，計(jì)算機(jī)。以 CodeWarrior for ARM Developer Suite為仿真平臺(tái)，使用 C 語言編寫了測試程序，包括主程序模塊、顯示模塊、電阻測試模塊、電容測試模塊和電感測試模塊。 17 2）被測電阻的調(diào)試，按下 KEY2 鍵后，數(shù)碼管顯示被測電阻 100K 的阻值，測試儀電阻的單位為 1 歐姆，電阻顯示 的結(jié)果如下圖所示： 3）被測電容的調(diào)試，按下 KEY1 鍵后，數(shù)碼管顯示被測電容 100uF 的示值 ， 測試儀電容的單位為 1nF，電容調(diào)試后的結(jié)果如下圖所示： 18 4）被測電感的調(diào)試，按下 KEY3 鍵后，數(shù)碼管顯示被測電感 200uH 的示值 ， 測試儀電感的單位為 1uH，電容調(diào)試后的結(jié)果如下圖所示： 19 第四章 測試儀測試值分析： （ 1） 測試原理：在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，以 PLC2103 的 ARM 板為核心的電阻、電容、電感測試儀，將電阻、電容、電感，使用對(duì)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。 .系統(tǒng)硬件調(diào)試 本設(shè)計(jì)的硬件部分通過調(diào)試，在調(diào)試中遇到很多問題，由于電路全為萬用板焊成，所以電路不如印刷板的穩(wěn)定性好，經(jīng)過調(diào)試后，誤差均小于 5%，達(dá)到本測試的要求。 單片機(jī)對(duì)頻率測量的原理如下圖所示。 捕獲模塊： Timer1 為捕獲頻率模塊，起到捕獲電路產(chǎn)生的頻率。 數(shù)碼管顯示模塊： Timer0 為數(shù)碼管掃描使用定時(shí)器。 13 圖 三 7 電感測試電路 電阻 、 電容 、 電感測試儀的軟件設(shè)計(jì) KEY1 C 測量程序的選擇 KEY2 R 測量程序的選擇 14 KEY3 L 測量程序的選擇 主程序流程圖 在電阻、電容、電感測試儀的設(shè)計(jì)中，便于直觀性，在數(shù)碼管上顯示被測參數(shù)的選擇，被測參數(shù)各個(gè)燈的選擇以及具體設(shè)置。電容 三點(diǎn)式振蕩 電路 又稱考畢茲振蕩 電路，三點(diǎn)式振蕩電路是指： LC 回路中與發(fā)射極相連的兩個(gè)電抗元件必須是同性質(zhì)的，另外一個(gè)電抗元件必須為異性質(zhì)的，而與發(fā)射級(jí)相連的兩個(gè)電抗元件同為電容式的三點(diǎn)式振蕩電路，也就是 射同基反 的構(gòu)成原則 成為電容三點(diǎn)式振蕩電路。 圖 三 4 電阻測試電路仿真圖 10 555 接成多諧振蕩器的形式，其振蕩周期為： (36) 得出： (37) 即 ： (38) 電容測試電路 電容的測量同樣采用“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)算被測電容的大小。 (35) 測量電阻電路的設(shè)計(jì) 定時(shí)器 555 是一種用途很廣的集成電路，只需外接少量 R、 C 元件，就可以構(gòu)成多諧、單穩(wěn)及施密特觸發(fā)器。 (34) 對(duì)于矩形波，除了用幅度，周期來衡量外，還有一個(gè)參數(shù)：占空比 q， q=(脈寬 tw)/(周期 T)， tw指輸出一個(gè)周期內(nèi)高電平所占的時(shí)間。 T1為電容充電時(shí)間， T2為電容放電時(shí)間。多諧振蕩器無外部信號(hào)輸入，卻能輸出矩形波，其實(shí)質(zhì)是將直流形式的電能變?yōu)榫匦尾ㄐ问降碾娔堋４藭r(shí)電源再次向電容 C 放電，重復(fù)上述過程。 =1， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 時(shí)刻， uc下降到 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =1， Q 的狀態(tài)不變，u0的狀態(tài)仍為低電平。 uc按指數(shù)規(guī)律下降 ,當(dāng) 時(shí)比較器 A1輸出由 0 變?yōu)?， RS 觸發(fā)器的 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 期間， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =1， RS 觸發(fā)器復(fù) 0，定時(shí)器輸出 u0=0。 ，比較器 A1的輸出由 1 變?yōu)?0，這時(shí) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =1， RS 觸發(fā)順保持狀態(tài)不變。 時(shí)， A2輸出由 0 翻轉(zhuǎn)為 1，這時(shí) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，定時(shí)器內(nèi)部放電三極管截止，電源 Vcc經(jīng) R1， R2向電容 C 充電， uc逐漸升高。 =1， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。其工作波如圖 (D)部分所示?；?RS 觸發(fā)器的輸出狀態(tài)受比較器 A A2的輸出端控制。 端的輸入信號(hào)；低電平觸發(fā)信號(hào)加在 A2 的同相輸入端，與反相輸入端的參考電壓比較后，其結(jié)果作為基本 RS 觸發(fā)器 錯(cuò)誤 !未找到引用源。比較器由兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的集成運(yùn)放A A2組成。 ，加在同相輸入端，比較器 A2的參考電壓為 錯(cuò)誤 !未找到引用源。分壓器由三個(gè) 5KΩ 的等值電阻串聯(lián)而成。 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 三 2(A)部分及管腳排列如圖 (B)部分所示。 被測電阻 被測電容 被測電感 RC 振蕩電路 RC 振蕩電路 西勒電路 產(chǎn) 生 振 蕩 頻 率 ARM PLC— 2103 口 捕獲 LED 燈 數(shù)碼管顯示 按鍵選擇 圖 三 1 7 555定時(shí)器簡介 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)模集成器件，它性能優(yōu)良，適用范圍很廣，外部加接少量的阻容元件可以很方便地組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器，以及不需外接元件就可組成施密特觸發(fā)器。西勒振蕩電路是利用西勒振蕩電路實(shí)現(xiàn)被測電感參數(shù)頻率化。 2)通道選擇：本設(shè)計(jì)通過 ARM控制的定時(shí)器 1 來捕獲被測頻率的自動(dòng)選擇。數(shù)碼管顯示：本設(shè)計(jì)中有 2 個(gè) 74HC598 個(gè)按鍵和 6 個(gè)數(shù)碼管，采用共陽極方式連接構(gòu)成動(dòng)態(tài)顯示部分，降低功耗。 框圖各部分說明如下： 1)控制部分：本設(shè)計(jì)以 ARM 為核心，采用 PLC2103，利用其定時(shí)器的捕獲功能以及所具備的中斷系統(tǒng)，鍵盤顯示板和 LED 顯示功能等。通過 口捕獲，取得相應(yīng)的振蕩頻率，然后根據(jù)所測頻率判斷是否轉(zhuǎn)換量程，或者是把數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，得出相應(yīng)的參數(shù)值。 6 第三章 系統(tǒng)的原理框圖 本設(shè)計(jì)中， 考慮到 ARM 具有物美價(jià)廉、功能強(qiáng)、使用方便靈活、可靠性高等特點(diǎn)，擬采用 PLC2103 系列的 ARM 為核心 來實(shí)現(xiàn) 電阻、電容、電感測試儀的控 制