数字式RLC测量仪的设计毕业设计

数字式R、L、C测量仪的设计

任浩伟

（陕西理工学院物理与电信工程学院电子信息工程专业,20011级1班，陕西汉中

723003）

指导教师：梁芳

[摘要]本设计以AT89C52单片机为核心，利用555多谐振荡原理，设计并制作了一个电阻、电感、电容测试仪。把模拟量转换成频率用单片机测量频率，易测量，且便于使仪表实现自动化，测量精度也高。单片机构成的应用系统有较大的可靠性。在电阻、电容、电感测试系统中，用LED来显示测量结果，既简单又显而易见。该设计不仅能够快速、自动测量，而且能够在LED上显示结果。经测试，该系统性能稳定，测量精度高，符合设计要求。

[关键词]AT89C52；555定时器；频率计

Design of Digital Resistance, Inductance,

Capacitance Tester

Ren Haowei

(Grade 11,Class 1,Major electronics and information engineering,School of physics and electrical engineering,Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723003,Shanxi)

Tutor: Liang Fang

[Abstract] This design takes the AT89C52 microcontroller as the core, uses the 555 multi - harmonic oscillation principle, designs and makes a resistance, inductance, the capacitance tester. The analog quantity is converted into the frequency of the frequency measurement, easy to measure, and easy to make the instrument automatic, and the measurement accuracy is also high. The application system of the monolithic integrated circuit has the big reliability. In the resistance, capacitance and inductance of the test system, LED is used to display the results, which is simple and obvious.. The design can not only be quick and automatic, but also can display the results on LED.. After testing, the system performance is stable, the measurement accuracy is high, and it accords with the design requirement.

[Key words] 555 Timers;AT89C52;Frequency meter

目录

引言 (1)

1任务分析与方案确定 (2)

任务分析 (2)

方案论证 (2)

方案一 (2)

方案二 (3)

方案确定 (4)

2系统硬件设计 (5)

电阻测量部分 (5)

原理分析 (5)

具体电路 (7)

电容测量部分 (9)

原理分析 (9)

具体电路 (9)

电感测量部分 (10)

原理分析 (10)

具体电路 (11)

通道选择部分 (13)

显示部分 (13)

单片机控制部分 (15)

3系统软件设计 (18)

总体流程图 (18)

测频模块 (19)

4系统安装与测试 (21)

系统安装 (21)

测试与分析 (22)

5结论 (23)

致谢 (24)

参考文献 (25)

附录A英语科技文献原文及其翻译稿 (26)

附录B电路总图 (35)

附录C元器件清单 (36)

附录D源程序 (37)

引言

随着电子技术的发展，电子元器件急剧增加。在应用中我们常常要测定电阻、电容、电感的大小。另外，随着测量技术的飞速发展，测量仪器的已趋向于小型化和智能数字化。而且采用微控制器技术构成的电子系统比传统测量方式有无法比拟的优越性。目前教学实验中普遍采用的数字式万用表对于阻抗的测量却无能为力。因此设计可靠，安全，便捷的电阻，电容，电感测试仪具有广泛的使用价值和应用前景。

本课题要求采用最新的技术设计并制作出快速,准确,自动检测系统并数字显示的RLC测试仪。

测试RLC的方法比较多, 例如传统的阻抗法、Q表、电桥平衡法等。这些都不够智能，而且体积笨重，价格昂贵，测试操作过程中需要调节很多参数，对初学者来说很不方便。所以要综合考虑选择合理的方案,这里我们根据任务书的要求结合当前国内外在仪器仪表测试方面的发展状况，采用555多谐震荡原理将电阻、电容、电感的值转换成频率进行测量，这样就将模拟信号转换成了数字信号便于进行据处理和计算。其次,要求快速准确和自动检测,这就要求采用MCU来实现,这里我们采用最常见的STC89C52单片机，利用单片机处理信号和控制，简单快速而且性能稳定不容易出错。最后采用廉价的7段数码管显示测量值并且采用发光二极管显示元件类型和单位。

确定好方案后就要进行具体电路的设计。硬件方面首先利用Proteus软件进行分步仿真，一步步验证并找出存在的问题进行分析解决。然后进行总体仿真，仿真没有问题后就做实物。软件方面利用Keil工具采用我们熟悉的C语言编写单片机程序，调试、编译后生成HEX文件烧进单片机，然后在和Proteus级联进行调试。如果出现问题就逐个模块检查，找出问题在解决问题，最后完成任务。制作过程中遇到了很多问题，仿真后硬件并不像我想的那样理所当然的可以直接工作，但是经过我不断的努力最后终于找出了问题的原因。并且想到了解决的办法，最后终于成功的完成了作品。

对于这次毕业设计，我很认真的做好每一步，但是由于能力有限错误在所难免，希望老师同学提出批评。