51单片机做电容测量仪解析

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电阻电感电容测量仪报告

电阻电感电容测试仪的设计与制作

论文编号B甲1301

参赛题目电阻电感电容测试仪的设计与制作参赛学校山东理工大学

学院电气与电子工程

指导老师李震梅唐诗

参赛队员姓名吴硕刚王鹿鹿张兵联系方式

电阻电容电感测试仪的设计与制作

摘要：本文设计了一种基于单片机的数字式RCL自动测量仪。该系统由STC89C52、DDS、自校准电路、分压及R运算电路、频率测量及控制电路、高精度交流/有效值转换电路、DAC、译码控制电路、液晶显示电路等构成，采用AD9850产生高精度的正弦波信号,采用电压比例算法推算出电阻、电容值或者电感值。测量电路由八级标准电阻、继电器和NEC5532组成，能自动选择相应的标准电阻挡级及标准信号源的频率，完成量程的自动转换。用单片机控制测量和计算结果,运用自校准电路提高测量精度,采用1602液晶模块实时显示数值。实验测试结果表明,本设计性能稳定,测量精度高，超过设计要求。

关键词: STC89C52,测量，DDS，显示，频率

The Design and Manufacture of Resistance Capacitance & Inductance

Test Instrument

This paper presents a Digital Automatic RCL Meter based on MCU. This system consists of STC89C52, DDS, Self-calibration circuit, V oltage divider and RCL operation circuit, Frequency measurement and control circuit, High Precision AC / RMS conversion circuit, DAC, Decoding control circuit, and LCD display circuit. The high-precision sine wave signal was produced by AD9850, The resistance, capacitance and inductance can be calculated by voltage ratio algorithmThe measurement circuit consists of eight standard resistance, relays and NEC5532. It can automatically select the appropriate level of resistance and frequency of signal source, fulfill the automatic switch of measurement range.The measurement and calculation were controlled by chip microcomputer.The self-calibration circuit was used to improve the measurement accuracy. The real-time values were displayed by 1602 LCD module.The experimental results show that the performance of the system is stable with high accuracy; the capacity of the system is over the design requirements.

基于单片机电阻电容电感测量

基于单片机的电阻、电容和电感的测量是一种常见的电子设计任务，特别是在嵌入式系统和传感器应用中。以下是简要的介绍，具体实现方式可能因应用、单片机型号和测量精度的要求而有所不同。

1. 电阻测量：

使用单片机进行电阻测量的一种方法是通过构建电压分压电路，然后使用模拟输入通道或模数转换器（ADC）来测量分压后的电压。基本步骤如下：

•构建电压分压电路，将待测电阻与已知电阻串联。

•通过单片机的ADC模块测量分压电路的电压。

•使用欧姆定律和分压电路的关系计算待测电阻的阻值。

2. 电容测量：

电容测量可以通过测量充放电时间常数来实现。具体步骤如下：•将待测电容与已知电阻组成一个RC电路。

•使用单片机的定时器来测量电容充电或放电的时间常数。

•通过时间常数和电阻值计算电容值。

3. 电感测量：

电感测量一般使用LC振荡电路来实现。具体步骤如下：•将待测电感与已知电容组成LC振荡电路。

•通过单片机的定时器来测量振荡周期。

•通过振荡频率和已知电容值计算电感值。

注意事项：

1.校准：对于精度要求较高的测量，建议在使用前进行校准。

2.信噪比：在测量中要注意信号质量和干扰，尤其是在电容和电

感的测量中。

3.电源电压：确保单片机和测量电路的供电电压稳定。

4.选择合适的元件值：为了提高测量的精度，选择合适的已知电

阻、电容和电感值。

5.滤波：可以在测量结果中引入滤波以降低噪声。

这仅仅是一个简要的概述，具体的实现可能因项目要求和硬件平台而有所不同。在设计时，请仔细考虑电路的特性和单片机的性能。

51单片机电压电流采样电路设计

51单片机是一种常用的微控制器，广泛应用于各种电子设备中。在很多电子设备中，需要对电压和电流进行采样和测量，以确保设备正常运行和安全使用。设计一个稳定、精准的电压电流采样电路对于电子设备的正常运行至关重要。本文将介绍51单片机电压电流采样电路的设计原理、实现方法和相关注意事项，希望能够为初学者提供一些帮助。

一、设计原理

1.1 电压采样原理

电压采样是通过模数转换器（ADC）将模拟电压信号转换为数字信号的过程。在51单片机中，有多个模拟输入引脚可以用于电压采样。通过选择合适的参考电压和采样精度，可以实现对不同电压范围的准确采样。

1.2 电流采样原理

电流采样通常需要借助电流传感器或电流互感器来实现。通过将电流信号转换为与之成正比的电压信号，然后使用ADC进行采样，可以实现对电流的准确测量。

二、电压采样电路设计

2.1 电压采样电路原理图

在设计电压采样电路时，需要考虑信噪比、采样精度和参考电压的稳定性。一般来说，可以通过电阻分压网络将被测电压信号转换为微控制器可以接受的范围内的电压信号。

2.2 电压采样电路实现

在实际设计中，可以选择合适的电阻数值和参考电压，使得被测电压在不损失精度的前提下可以被精准采样。还需要注意电源滤波和去耦电容的设置，以提高电路的稳定性和抗干扰能力。

三、电流采样电路设计

3.1 电流采样电路原理图

电流采样电路通常需要借助电流传感器或电流互感器来实现。在设计电流采样电路时，需要考虑到电流传感器的灵敏度、线性度和频率特性，以确保采样的准确性和稳定性。

3.2 电流采样电路实现

在实际设计中，需要根据被测电流的范围和精度要求选择合适的电流传感器，并通过运算放大器等电路将电流信号转换为微控制器可以接受的范围内的电压信号。还需要注意电流传感器的电源和接地，以确保电路的正常工作。

基于51单片机的数字电容测量仪设计实验报告精品

电子技术实验报告

设计课题基于单片机的数字式电容仪设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

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51单片机电桥测试仪使用教程

一、什么是电桥测试仪？

电桥测试仪是一种用于测量电阻、电容、电感等元件参数的测试

仪器。它通过利用电桥原理，通过比较待测元件与已知标准元件之间

的差异，来确定待测元件的参数数值。

二、51单片机电桥测试仪的特点

1. 低成本：采用51单片机作为核心控制器，成本较低；

2. 方便实用：使用者只需输入待测元件信息，仪器自动计算出相

对应的参数；

3. 测试精度高：借助单片机的高性能，保证了测试结果的准确性；

4. 数据保存功能：测试结果可保存在单片机内存中，方便后续查看。

三、电桥测试仪的使用步骤

1. 连接电路：将待测元件与测试桥电路正确连接；

2. 输入基准值：在显示屏上输入已知元件的数值，作为基准值；

3. 开始测试：通过操作键盘上的相应按键，开始测试待测元件；

4. 等待测试结果：仪器进行计算，等待测试结果显示在屏幕上；

5. 结果判断：根据测试结果判断待测元件与基准值之间的差异；

6. 结果保存：如需保存测试结果，按下保存键将结果存储在单片

机内存中。

四、注意事项

1. 正确连接：确保待测元件正确连接到测试桥电路中，避免连接

错误导致测试结果不准确；

2. 输入准确：输入基准值时，务必确保数值的准确性，以保证测

试结果的可靠性；

3. 防静电：在操作过程中，注意防止静电对元件的影响，避免造

成元件损坏；

4. 保养维护：长期不使用时，应将仪器存放在干燥、通风的环境中，避免存放在潮湿或高温环境中。

五、总结

51单片机电桥测试仪是一种简单、实用的测试仪器，可用于电阻、电容、电感等元件的参数测试。通过正确连接电路、输入基准值、等

基于单片机的RLC检测仪

In practical ns。the measurement of basic components such

as resistance。capacitance。and inductance is often required。Therefore。it is necessary to design a safe and XXX。In this project。we use a 51 single-chip puter as the core and 555 timer as the core for XXX measuring inductance。we use the mc1648 voltage-controlled oscillator as the core and adjust the variable capacitor to make the circuit XXX is sent to the single-chip puter。XXX and calculates the parameter values of resistance。capacitance。and inductance using a formula。The RLC values

are then displayed on a 1602 LCD display。In this project。we

use Keil and C language to program the are and combine are and hardware to create a fast。convenient。and practical RLC measurement instrument.

基于单片机电阻电容电感测量

引言：

单片机是一种集成电路芯片，具有处理、存储和控制功能。在电子领域中，单片机常被用于各种测量和控制需求，其中包括电阻、电容和电感的测量。本文将重点讨论基于单片机的电阻、电容和电感测量技术，探讨其原理、应用及可能的改进方向。

一、电阻测量

电阻是电流通过的阻力，是电路中常见的元件之一。在电子设计和维修中，准确测量电阻是十分必要的。基于单片机的电阻测量技术通过利用单片机内部的模拟-数模转换器（ADC）和电压比较器实现。

1.工作原理

基于单片机的电阻测量原理非常简单。将待测电阻接入单片机的引脚和电源之间，形成一个简单的电路。通过单片机的ADC来测量电路两端的电压。根据欧姆定律，电阻值可以通过电压和电流的比值得到。

通过测量电压和已知电流值，可以计算出电阻值。

2.应用领域

基于单片机的电阻测量技术广泛应用于电子设备维修和实验室测量中。当我们需要检测电路板上的电阻是否正常工作时，可以使用这种技术。该技术还在温度传感器、压力传感器和其他各种传感器中起到关键作用。

3.改进方向

目前，基于单片机的电阻测量技术已经相对成熟。然而，随着技术的

进步，我们可以考虑一些改进方向。可以进一步提高测量的精确度和

稳定性，以适应更高精度要求的应用。还可以研究如何通过改变测量

电路的结构和参数，来实现对特定类型电阻的测量。

二、电容测量

电容是电路中的存储元件，用于储存电荷。在电子系统中，精确测量

电容对于设计和故障排除十分重要。基于单片机的电容测量技术通过

使用单片机的定时器和IO口来实现。

单片机测电容容量的原理

单片机测电容容量的原理是利用单片机的计时器模块和电容充放电的特性来进行测量。

具体步骤如下：

1. 将待测电容与一个已知电阻连接，组成一个RC电路。

2. 将单片机的一个引脚与待测电容的一端连接，作为输入引脚。

3. 在程序中设置单片机的计时器，在输入引脚上输出一个高电平信号，同时启动计时器开始计时。

4. 待测电容开始充电，电压逐渐升高，当电压达到某个阈值后，单片机停止计时。

5. 关闭输入引脚的输出，待测电容开始放电。

6. 程序检测输入引脚电平逐渐下降，当电压降到某个阈值时，单片机重新启动计时器开始计时。

7. 待测电容放电完成后，单片机再次停止计时。

8. 根据计时器的计时值，可以计算出待测电容的充放电时间，从而间接得到电容的容量。

需要注意的是，测量精度受到单片机的计时器精度、电源稳定性、RC电路的稳定性等因素的影响，因此在实际使用中需要

对测量结果进行修正和校准。

基于51单片机的电容电感测量仪设计

基于51单片机的电容电感测量仪设计作者：王杰

来源：《科技创新与应用》2019年第24期

摘; 要：在电子电路实验中，我们经常需要测量一些电容和电感的电量，特别是一些小容量和小感量的器件，如果我们身边没有一些专业的测量仪器的话，那么我们可以自己动手做一个简单的测量仪。文章就教大家如何用单片机来制作一个简单实用的电容电感测量仪，其测试

范围宽，结果也较为准确，主要用来测量容量较小的电容和电感，完全可以满足实验测试的要求。

关键词：AT89C51;LM311;电容;电感

中图分类号：TM531 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）24-0032-02

Abstract： In electronic circuit experiments， we often need to measure the power of some capacitors and inductors， especially some small-capacity devices. If we don't have some professional measuring instruments around us， then we can make a simple measuring device. This papershows how to use a single-chip microcomputer to make a simple， practical capacitor and inductance measuring device. Its test range is wide and the result is more accurate. It is mainly used to measure the capacitance and inductance with small capacity， which can fully meet the requirements of experimental testing.

基于51单片机的LCR测量仪(含程序、电路)

R、L、C测量仪

摘要：把R、L、C转换成频率信号f，转换的原理分别是RC振荡电路和LC电容三点式振荡电路。单片机计数得出被测频率，由该频率计算出各个参数值，数据处理后，送显示。

关键词：RC振荡电路LC电容三点式

R、L、C measure instrument

Liu zaile Zhou qunwei Lv xiaojuan

（Nanhua University HengYang Hunan 421001）

Teacher：Wang Yan

Abstract:The resistance、the inductance and the capacitance are translated into frequency on account of RC surging circuit and LC surging circuit。Single chip was measured frequency and computed each parameter value from this frequency，showing the parameter。

Key words:RC surging circuit LC surging circuit.

- 1 -

R 、L 、C 测量仪

- 2 -

第一章系统设计 (3)

1．1 设计要求 (3)

1．1．1 设计任务 (3)

1．1．2 技术要求 (3)

1．2 方案比较 (3)

1．3 方案论证 (4)

1．3．1 总体思路 (4)

1．3．2 设计方案 (4)

用51单片机完成等精度频率测量仪的设计毕业论文

本设计详细介绍了该系统的原理与构成，并以MCS-51系列单片机和数码显示电路为核心设计了系统硬件电路。硬件电路中，选用单片机为核心设计了系统的单片微机和计数器，并通过编程计数器实现对标准频率与被测频率进行同步检测计数，显示电路选择了六位显示，在制作上选择了6个74LC164和6个LED制作完成。单片微机完成对计数数据进行运算处理功能。通过相关资料运用proteus软件设计相应的等精度频率计电路原理图以及显示电路原理图。在软件设计中，在Keil51软件平台下编写了应用程序，采用模块化编程，使得所编程序具有可读性强，易于调试、修改方便的特点。论文中提到具体方案是将基于单片机控制的等精度频率计中的电路部分包括电源，同步门逻辑控制电路，显示电路等几部分。重点为同步门逻辑控制电路，同步门逻辑控制电路以单片机芯片AT89C52为核心，接复位电路和晶体振荡器，与D触发器相连，分别用于对标准频率脉冲和被测频率脉冲进行计数。标准频率信号由单片机AT89C52的石英晶体振荡器产生。D触发器用于控制计数的同步启动和停止。
测量误差ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0.5%。
2.1.1 D触发器
图2-1
如图2-1所示，此为所需D触发器74HC164物理形状，74HC164为十四管脚的芯片，同步门逻辑控制电路由D触发器来产生产生同步门信号。D触发器（74HC164）控制单片机对标准频率信号和被测信号的计数开始和停止。
若在一定时间间隔T测得这个周期性信号的重复变化次数N，则其频率可表示为f=N/T。其中脉冲形成电路的作用是将被测信号变成脉冲信号，其重复频率等于被测频率fx。时间基准信号发生器提供标准的时间脉冲信号，若其周期为1s，则门控电路的输出信号持续时间亦准确地等于1s。闸门电路由标准秒信号进行控制，当秒信号来到时，闸门开通，被测脉冲信号通过闸门送到计数译码显示电路。秒信号结束时闸门关闭，计数器停止计数。由于计数器计得的脉冲数N是在1秒时间的累计数，所以被测频率fx=NHz。

单片机做电容测量仪解析

第十三届“长通杯”大学生电子设计竞赛

电容测量仪（ A 题）

2016 年5 月14 日

电容测量仪装置是一种精度高、测试范围宽、操作简便、功能完善的电容测量仪。随着科技的不断发展，电容在电路中有着越来越多的应用，其容量大小直接决定着电路的稳定性和准确性。因此，电容值的的测量在日常使用中不可避免。

为了深入了解和学习52单片机的功能，本设计采用STC89C52和555振荡器为主要元件对电容进行测量。先将555设计为多谐振荡器产生输入脉冲信号，然后利用单片机对脉冲进行中断计数，再使用公式计算出电容值。在多谐振荡器终端加一个

HD74LS08 （二输入与门）稳定输出波形，从而使测量中更精确。多谐振荡器会因为连接电阻值的不同而产生的方波的频率不同，从而可以变换档位测量容量差距较大的电容。如果在工程问题中想寻找出符合要求的电容，便可通过矩阵键盘输入相应的电容值的范围，以方便筛选。当电容测定完以后，其数值通过LCD1602显示出来，以便阅读。

关键词：STC89C52单片机；电容测量；555定时器；LCD1602；

1 系统方案................................. 错.. 误!未指定书签

1.1 电容测量仪的论证与选择.............. 错误!未指定书签

1.2 控制系统的论证与选择................ 错误!未指定书签。

2 系统理论分析与计算....................... 错. 误! 未指定书签。

2.1 设计方案的分析...................... 错. 误!未指定书签。

基于单片机原理的多功能测量仪的设计毕业设计

设计总说明.................................................................. III General Design Description .................................................... V

一 .绪论 (8)

1.1课题的研究背景 (8)

1.2测量仪表的简介 (8)

1.3 51单片机简介 (9)

二.电参数测量的理论依据 (11)

2.1交流电流、电压有效值的测量 (11)

2.2两相间相位差的测量 (12)

2.3 单相有功功率、无功功率、视在功率的测量 (13)

2.4 三相有功功率的测量 (13)

2.5功率因数的测量 (14)

三.方案设计 (14)

3.1 使用功能要求 (15)

3.2 仪器设计的总体框架和各模块的划分 (16)

四．硬件电路设计 (18)

4.1信号采集电路 (18)

4.1.1 电压信号采集电路 (18)

4.1.2 电流信号采集电路 (20)

4.2整形电路设计 (20)

4.3 A/D转换电路 (21)

4.4 74ls138译码器 (31)

4.5 A/D转换电路 (33)

4.6显示电路设计 (34)

4.6.1数码管的介绍 (34)

4.6.2数码管结构 (36)

4.6.3驱动方式 (36)

4.6.4适用范围 (38)

4.7 CD4511 (39)

4.7.1引脚功能 (39)

4.7.2工作范围 (40)

4.7.3真值表 (40)

单片机测电容实验

一、实验目的:

1，熟悉MCU51单片机的基本工作原理和组成结构； 2，掌握汇编语言,能用汇编语言编写简单程序；

3，以实验板为基础用MCU 51单片机系统实现测量电容功能

二、实验要求：

1．频率值能循环不断地被测量读取; 2．测量结果显示在外部LCD 屏上;

3．利用本设计测量102、103、104三个电容的容值。

三、实验原理

原理电路：555多谐振荡电路

由555定时器组成的多谐振荡器如左图所示，其中R 1、R 2和电容C 为外接元件。其工作波如右图所示。

电容充电时，定时器输出01u =，电容放电时，0u =0，电容不断地进行充、放电，输出端便获得矩形波。多谐振荡器无外部信号输入，却能输出矩形波，

其实质是将直流形式的电能变为矩形波形式的电能。

振荡周期12T T T =+。1T 为电容充电时间，2T 为电容放电时间。

充电时间 11212()ln 20.7()T R R C R R C =+≈+ 放电时间 222ln 20.7T R C R C =≈

矩形波的振荡周期121212ln 2(2)0.7(2)T T T R R C R R C =+=+≈+ 因此改变1R 、2R 和电容C 的值，便可改变矩形波的周期和频率。

由此得到本实验的R 1=R 2=20K

所以我们发现，通过测量该振荡器的频率，通过逆变换就可以得到待测的电

容C。

四、实验分析：

整个程序可以采用自底向上的，模块化的设计思想进行设计，即一个一个功能模块进行设计调试，完成后再组合完整，其中可细分为以下几个模块：

○1外部中断计数：定时/计数器T0和T1的工作方式设置，T0是工作在计数状态下，对输入的频率信号进行计数，但对工作在计数状态下的T0，最大计数值为fOSC/24，由于fOSC＝11.0592MHz，对于频率的概念就是在一秒只数脉冲的个数，即为频率值。所以T1工作在定时状态下，采用定时50ms，共定时20次，即可完成1秒的定时功能，每定时1秒（0.1秒，10秒）中到，就停止T0的计数，而从T0的计数单元中读取计数的数值，然后进行数据处理,送到LCD显示；

基于51单片机的电容表电感表频率表源程序

基于51单片机的电容表、电感表、频率表源程序

1. 概述

在电子领域中，电容、电感和频率是非常重要的参数，它们在电路设

计和电子设备中起着至关重要的作用。为了方便测量和监测这些参数，我们需要一种便捷、精准的工具。基于51单片机的电容表、电感表和频率表就是这样一种工具，它能够快速、准确地测量目标电容、电感

和频率的数值，最大限度地满足电子工程师的需求。

2. 原理介绍

基于51单片机的电容表、电感表和频率表主要依赖于单片机的计数器和定时器功能来实现测量。通过对待测电容或电感进行充放电或震荡

来获取相应的参数数值，再通过单片机进行处理和显示，从而实现测

量的功能。

3. 硬件设计

基于51单片机的电容表、电感表和频率表的硬件设计主要包括外部元器件和接口电路的设计。需要根据待测量参数的特性来选取合适的传

感器和信号调理电路，同时要考虑单片机的输入输出端口及显示器的

连接。

4. 源程序设计

基于51单片机的电容表、电感表和频率表的源程序设计是实现功能的

关键。需要根据测量原理和硬件设计来编写单片机的程序，实现参数

的测量、处理和显示功能。程序的设计应当充分考虑准确性、稳定性

和可靠性，同时要具备良好的用户交互界面。

5. 调试与优化

在完成源程序设计后，需要对整个系统进行调试和优化，确保测量结

果准确可靠。通过对程序的逻辑和算法进行调试，同时进行硬件连接

的验证和修正，最终实现系统的稳定运行。

6. 应用与展望

基于51单片机的电容表、电感表和频率表不仅可以应用于电子工程师的日常工作中，还可以在教学和科研领域提供帮助。随着电子技术的