【正文】 擇方案一 基于DDS的FPGA實(shí)現(xiàn) DDS的主要優(yōu)點(diǎn)是它的輸出頻率、相位和幅度能夠在微控制器的控制下精確而快速的變換。 自由軸法相量圖由自由軸矢量關(guān)系圖可知 () ()由此可得 ()以電容測(cè)量為例，可建立測(cè)量RLC參數(shù)的數(shù)學(xué)模型如下 () ()其中e為A/D轉(zhuǎn)換器的刻度系數(shù)，即每個(gè)數(shù)字所代表的電壓值。采用自由軸測(cè)量時(shí)相敏檢波器的相位參考基準(zhǔn)可以任意選擇，只要求x，y坐標(biāo)軸標(biāo)準(zhǔn)正交，簡(jiǎn)化了硬件電路，提高了精確度。 自由軸法測(cè)量原理框圖通過微處理器控制模擬開關(guān)S來選擇和，對(duì)每個(gè)和進(jìn)行兩次測(cè)量，這兩次測(cè)量的參考基準(zhǔn)信號(hào)相位要求保持精確的90176。矢量伏安法通過測(cè)量待測(cè)量和標(biāo)準(zhǔn)量的兩個(gè)電壓分量，然后再通過一系列運(yùn)算得到被測(cè)阻抗的數(shù)值。 伏安法測(cè)量原理圖圖中是已知的恒流源相量；是已知的標(biāo)準(zhǔn)阻抗；被測(cè)阻抗與標(biāo)準(zhǔn)阻抗串聯(lián)。方案論證與選擇、系統(tǒng)總體方案伏安法是RLC自動(dòng)測(cè)量最經(jīng)典的方法之一，它的測(cè)量原理來源于阻抗的定義。本設(shè)計(jì)是一種基于矢量法的RLC測(cè)量?jī)x，系統(tǒng)由信號(hào)源產(chǎn)生電路、前置測(cè)量電路、相敏檢波電路、微處理器及顯示電路構(gòu)成。針對(duì)實(shí)際應(yīng)用需求，將多個(gè)不同功能的模擬電路、數(shù)字電路模塊和微處理器集成在一個(gè)芯片上，為各種便攜式設(shè)備儀器提供 “單片”解決方案?，F(xiàn)階段各類RLC測(cè)量設(shè)計(jì)廣泛使用矢量自由軸法，此方法能智能小、巧高靈敏度地測(cè)量電阻、電感和電容，利用MSP430單片機(jī)設(shè)計(jì)一種基于矢量自由軸法的智能化的RLC測(cè)量系統(tǒng)。矢量自由軸法可將復(fù)數(shù)變換成是實(shí)數(shù)的計(jì)算。③ 伏安法：最經(jīng)典的方法，它的測(cè)量原理來源于阻抗的定義，即若已知流經(jīng)被測(cè)阻抗的電流相量并測(cè)得被測(cè)阻抗兩端的電壓，則通過比率便可得到被測(cè)阻抗的相量。② 諧振法：要求較高頻率的激勵(lì)信號(hào)，一般不容易滿足高精度的要求。具有較高的測(cè)量精度，被廣泛采用，現(xiàn)已派生出許多類型。RLC測(cè)量方法各自有著不同的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際需要選擇適合的設(shè)計(jì)方法。電容電感對(duì)時(shí)變信號(hào)敏感，可將電容電感轉(zhuǎn)換成與電量、時(shí)間和頻率相關(guān)的物理量，通過對(duì)電量、時(shí)間或頻率的測(cè)量獲得電感電容值。設(shè)計(jì)者往往不選這種設(shè)計(jì)方法。其轉(zhuǎn)換原理分別是RC振蕩和LC三點(diǎn)式振蕩，這樣就能夠把模擬量近似轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，而頻率f是單片機(jī)很容易處理的數(shù)字量，這種數(shù)字化的處理一方面使測(cè)量精度提高了，另一方面也便于使儀表實(shí)現(xiàn)智能化。現(xiàn)在設(shè)計(jì)者們采用數(shù)字信號(hào)處理的方法逐漸替代了傳統(tǒng)模擬測(cè)量信號(hào)相位、頻率、幅度信息，降低了模擬器件的使用量和系統(tǒng)復(fù)雜程度，便于智能化控制。雖然高頻LCR數(shù)字電橋具有許多的有點(diǎn)，但功耗高、價(jià)格十分昂貴。如高頻LCR數(shù)字電橋，該產(chǎn)品是一種高準(zhǔn)確度，寬測(cè)試范圍的LCR測(cè)量?jī)x，有液晶顯示屏，全中文菜單。在生活中我們測(cè)量電阻、電感、電容時(shí)實(shí)際需要用到多個(gè)儀表，而那些能夠完成同時(shí)測(cè)量的儀器儀表存在諸多不便，如傳統(tǒng)的RLC測(cè)量?jī)x體積龐大，功耗大，國(guó)內(nèi)外主要儀器廠家還產(chǎn)生了內(nèi)含微處理器的各種RLC參數(shù)測(cè)量?jī)x。無論是日常生活乃至航空航天和軍事領(lǐng)域高端科技領(lǐng)域，電子技術(shù)的應(yīng)用均日益深入。MSP430G2553。關(guān)鍵字：自由軸；RLC；MSP430G2553；低功耗Abstract: This paper is based on vector free shaft method of RLC measuring instrument design. Use of low power consumption MSP430G2553 SCM and Nokia5110 liquid crystal display measurement resistor, capacitor, inductor and related auxiliary variable. This system is posed of homemade power supply, the reference phase generator, sine wave generator, leads the measurement circuit, the amplification circuit, phasesensitive detection circuit and MSP430G2553 minimum system position. The MSP430G2553 SCM PWM output function and internal 10 AD respectively square wave signal generation and AD data acquisition. Lead measurement circuit by very standard resistance and high precision instrument opamp position, through the singlechip microputer and analog switch can automatically choose corresponding standard resistance grades and amplification control, make the small impedance signal can accurate sampling, the realization of automatic measurement. The system adopts double π / 4 pulse integral phase theories, bined with vector free shaft method improves the RLC the accuracy of measurement.Key words: Free shaft。前置測(cè)量電路由八級(jí)標(biāo)準(zhǔn)電阻和高精度的儀表運(yùn)放組成，通過單片機(jī)和模擬開關(guān)能夠自動(dòng)選擇相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電阻檔級(jí)與放大控制，使小阻抗信號(hào)可以精確采樣，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量。該系統(tǒng)由自制電源、基準(zhǔn)相位發(fā)生器、正弦波發(fā)生器、前置測(cè)量電路、放大電路、相敏檢波電路與單片機(jī)最小系統(tǒng)等構(gòu)成超低功耗。本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作者簽名：年 月 日目 錄摘　要 I關(guān)鍵字 IAbstract IKey words II1 前言 12 方案論證與選擇 3 系統(tǒng)總體方案 3 設(shè)計(jì)方案論證 6 正弦信號(hào)發(fā)生方案論證與選擇 6 基準(zhǔn)相位發(fā)生方案論證與選擇 7 前置測(cè)試電路方案論證 8 放大電路方案論證 9 相敏檢波方案論證與選擇 9 微處理器方案論證與選擇 103硬件電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算 12 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 12 子系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 12 13 14 15 16 174 軟件設(shè)計(jì) 19 軟件主流程圖 19 系統(tǒng)時(shí)鐘軟件設(shè)計(jì) 20 方波產(chǎn)生軟件設(shè)計(jì) 22 測(cè)量狀態(tài)控制軟件設(shè)計(jì) 23 AD采樣軟件設(shè)計(jì) 26 顯示部分軟件設(shè)計(jì) 295 系統(tǒng)測(cè)試及結(jié)果分析 29 測(cè)試儀器 29 測(cè)試方案 30 測(cè)試結(jié)果及分析 30 30 32 336 結(jié)論 34參考文獻(xiàn) 35致 謝 36附錄A 37摘要：本文是基于矢量自由軸法的RLC測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì)。對(duì)論文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確的方式標(biāo)明。 學(xué)科分類號(hào) 0712 本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目（中文）： 基于矢量自由軸法的RLC 測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì)（軟件） （英文）： The measuring instrument