原创电阻电容电感测试仪毕业论文设计.docx
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原创电阻电容电感测试仪毕业论文设计
编号：
毕业设计
题目：
电阻、电容、电感测试仪
院（系）：
应用科技学院
专业：
电子信息工程
题目类型：
理论研究实验研究工程设计工程技术研究软件开发
摘要
在使用电子元器件时，首先需要了解参数。
采用传统的仪表进行测量时，首先要从电路板上焊开器件，再根据元件的类型，手动选择量程挡位进行测量，这样不仅麻烦而且破坏了电路板的美观。
基于单片机控制实现的RLC测量仪可以在线测量、智能识别、量程自动转换等多种功能，大大提高测量仪的测量速度和精度，扩大了测量范围。
因此这种RLC测量仪既可改善系统测量的性能，又保持了印刷电路的美观，较传统的测量仪还具有高度的智能仪和功能的集成化，在未来的应用中将具有广阔的前景。
本课题主要研究内容为设计一个基于单片机的RLC智能测量仪器，能够智能地识别出待测元件是电容、电感还是电阻；能精确测量出电阻、电容、电感的参数值，同时还能加入语音播报的功能；可以实现量程电阻的自动转换，无须人工选择档位；对测量仪进行扩充后还实现了二极管、三极管的测量。
关键词：
RLC测量仪；AT89S52；NE555
Abstract
Intheuseofelectroniccomponents,thefirstneedtounderstandparameters.Usingthetraditionalinstrumenttomeasure,thefirstcircuitboardfromaweldingdevice,accordingtothetypeofcomponents,manuallyselectrangeShifttomeasure,thisisnotonlytroublesomebutalsoundermineTheappearanceofthecircuitboard.BasedonSCMcontroltoachievetheRLC-measuringinstrumentcanmeasure,intelligentidentification,rangeautomaticconversion,andotherfeatures,therebygreatlyincreasingthemetermeasuringspeedandaccuracy,expandedtherange.SothisRLCmeasuringinstrumentcanimprovetheperformancemeasurementsystem,andmaintaintheappearanceoftheprintedcircuit,themoretraditionalmeasuringinstrumentalsoisandapplicationinthefuturewilltopicsforthedesignofresearchbasedontheRLCSCMsmartmeasuringinstruments,smartandabletoidentifycomponentsundertestiscapacitors,inductorsorresistance;canbeaccuratelymeasuredresistors,capacitors,inductorsoftheparameters,whileaddingVoiceofthebroadcastfunctioncanbeautomaticallyconvertedrangeoftheresistance,notartificialselectionstalls;measuringinstrumenttocarryouttheexpandedalsotoachievethediodes,transistorsmeasurement.
Keywords：
RLCmeter;AT89S52;NE555
目录
引言1
1硬件电路2
1.1设计要求2
1.2电路方框图及说明2
1.3各部分电路设计2
1.3.1电阻测量电路2
1.3.2电容测量电路3
1.3.3电感测量电路4
1.3.4多路选择开关电路5
1.3.5按键及显示电路5
1.3.6单片机模块6
1.3.7量程选择模块7
1.3.8电源模块8
2软件部分8
2.1主程序流程图8
2.2程序清单9
3相关元器件19
3.1元件清单19
3.2AT89S52资料20
3.3ICM7218资料31
3.474LS390资料32
3.5CD4052资料33
3.6NE555资料33
3.7共阳4位LED数码管资料40
3.8三极管相关资料41
3.9三端稳压管LM7805资料42
3.10继电器资料43
4调试总结43
5结论44
谢辞45
参考文献46
附录47
引言
测量电子元器件集中参数R、C、L的仪表种类较多，方法也各有不同，但都有其优缺点。
一般的测量方法都存在计算复杂、不易实现自动测量而且很难实现智能化。
本测试仪是把电子元件的参数R、C、L转换成频率信号f，然后用单片机计数后在运算求出R、C、L，并送显示，转换原理分别是RC振荡和LC三点式振荡，这样就能够把模拟量近似的转换位数字量，而频率f是单片机很容易处理的数字量，这种数字化的处理一方面便于使仪表实现智能化。
1硬件电路
1.1设计要求
设计并制作一台数字显示的电阻、电容和电感参数测试仪，具体要求数据如下：
（1）测量范围：
电阻100~1M；电容100PF~10000PF；电感100UH~10mH。
（2）测量精度：
5%；制作4位数码管显示器，显示测量数值，并用发光二极管分别知识所测元件的类型和单位。
（3）加入语音播报功能：
如测量结果为6.8K欧姆则语音播报“六点八K欧姆”；如电阻小于100欧姆则语音播报“电阻小于100欧姆”。
1.2电路方框图及说明
系统分三大部分，既测量电路、通道选择和控制电路。
如图1.2.1。
图1.2.1RLC测量仪电路方框图
1.3各部分电路设计
1.3.1电阻测量电路
电阻的测量采用“脉冲计数法”，如图1.3.1所示由555电路构成的多谐振荡电路，通过计算振荡输出的频率来计算被测电阻的大小。
555接成多谐振荡器的形式，其振荡周期为：
T=t1+t2=（ln2）（R1+Rx）*C1+（ln2）Rx*C1
得到：
Fx=1[（ln2）（R2+2Rx）C1]即：
Rx=[1（ln2）C1-R1]2
电路分为2档:
RH设置为高电平输出，RL设为低电平输出；
1、100≤Rx<1000欧姆：
R3=200欧姆；C14=0.22uF；
Rx=（6.56*（1e+6））（2*fx）-3302
对应的频率范围为：
2.8K≤fx<16K
2、1000≤Rx<1M欧姆：
R2=20k欧姆；C1=103PF；
Rx=（1.443*（1e+8））（2*fx）-（1e+4）
对应的频率范围为：
141Hz≤fx<6.8K
图1.3.1电阻测量电路
1.3.2电容测量电路
电容的测量同样采用“脉冲计数法”，如图1.3.2所示由555电路构成的多谐振荡电路，通过计算振荡输出的频率来计算被测电容的大小。
555接成多谐振荡器的形式，其振荡周期为：
T=t1+t2=（ln2）（R1+R2）*Cx+（ln2）R2*Cx
我们设置R1=R2;
得到：
Fx=1[3（ln2）R1*Cx]即：
Cx=1[3（ln2）R1*Fx]
电路分为2档:
1、R1＝560K欧姆：
CL设置为高电平输出；
R4=R6；
Cx=（0.94*（1e+6））fx；
对应的频率范围为：
9.4K≤fx<0.94K。
2、R1＝100K欧姆：
CH设置为高电平输出；
R5=R6；
Cx=（4.81*（1e+6））fx;
对应的频率范围为：
480Hz≤fx<4.8K。
图1.3.2电容测量电路
1.3.3电感测量电路
电感的测量是采用电容三点式振荡电路来实现的。
三点式电路是指：
LC回路中与发射极相连的两个电抗元件必须是同性质的，另外一个电抗元件必须为异性质的，而与发射极相连的两个电抗元件同为电容时的三点式电路，成为电容三点式电路。
Fx=1（2π）即：
Lx=1（4π*π*Fx*Fx）
Lx=[38*（1e+6）]
图1.3.3电感测量电路
1.3.4多路选择开关电路
利用CD4052实现测量类别的转换，CD4052是双4选一的模拟开关选择器件。
当选择了某一通道的频率后，输出频率通过通过P35作为CPU定时器的时钟源并开始计数，当计数到3秒后读出计数器的值，除以3就得到了被测RCL所对应产生的频率，通过计算得到要被测值。
P13
P14
测量类别
0
0
Y0-R
0
1
Y1-L
1
0
Y2-C
1
1
*
图1.3.4多路选择开关电路
1.3.5按键及显示电路
按键和二极管分别表示不同类别的测量，如下表所示：
按键
二极管
对应测试项
KEY1
L1
测试R
KEY2
L2
测试C
KEY3
L3
测试L
图1.3.5.1测量选择与指示电路
图1.3.5.2显示模块1
计数结果需要显示出来供人们读数，74LS390能驱动七段数码管以十进制数显示出来记数结果，如图：
图1.3.5.3显示模块2
1.3.6单片机模块
单片机系统连接如图1.3.6所示：
图1.3.6单片机模块
1.3.7量程选择模块
包括电阻量程选择模块和电容量程选择模块，如图1.3.7.1和1.3.7.2所示：
图1.3.7.1电阻量程选择模块
图1.3.7.2电容量程选择模块
1.3.8电源模块
电源模块如图1.3.8所示：
图1.3.8电源模块
2软件部分
2.1主程序流程图
如图2.1所示：
图2.1主程序流程图
2.2程序清单
#include
#include{
R_select=1;初始化
C_select=1;
L_select=1;
R_led=1;
C_led=1;
L_led=1;
Play=1;
Feedback=1;
while
（1）
{
*****************电阻*********************
if（R_select==0）测电阻
{
delay（2000）;去抖动
if（R_select==0）
{
R_led=0;
C_led=1;
L_led=1;
F_B=0;模拟开关电阻频率输出
F_A=0;
delay（20000）;
C_change=1;
R_change=1;低量程
delay（50000）;
delay（50000）;
pl（）;测频
if（pinlv<164）是否需要转换（高量程
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