基于单片机的电阻电容在线测试的实现
基于单片机的电阻、电容、电感测试仪
1 前言1.1 设计的背景及意义目前，随着电子工业的发展，电子元器件急剧增加，电子元器件的适用范围也逐渐广泛起来，在应用中我们常常要测定电阻，电容，电感的大小。
因此，设计可靠，安全，便捷的电阻，电容，电感测试仪具有极大的现实必要性。
通常情况下，电路参数的数字化测量是把被测参数传换成直流电压或频率后进行测量。
电阻测量依据产生恒流源的方法分为电位降法、比例运算器法和积分运算器法。
比例运算器法测量误差稍大，积分运算器法适用于高电阻的测量。
传统的测量电容方法有谐振法和电桥法两种。
前者电路简单，速度快，但精度低；后者测量精度高，但速度慢。
随着数字化测量技术的发展，在测量速度和精度上有很大的改善，电容的数字化测量常采用恒流法和比较法。
电感测量可依据交流电桥法，这种测量方法虽然能较准确的测量电感但交流电桥的平衡过程复杂，而且通过测量Q值确定电感的方法误差较大，所以电感的数字化测量常采用时间常数发和同步分离法。
由于测量电阻，电容，电感方法多并具有一定的复杂性，所以本次设计是在参考555振荡器基础上拟定的一套自己的设计方案。
是尝试用555振荡器将被测参数转化为频率，这里我们将RLC的测量电路产生的频率送入AT89C52的计数端端，通过定时并且计数可以计算出被测频率再通过该频率计算出各个参数。
1.2 电阻、电容、电感测试仪的发展历史及研究现状当今电子测试领域，电阻，电容和电感的测量已经在测量技术和产品研发中应用的十分广泛。
电阻、电容和电感测试发展已经很久，方法众多，常用测量方法如下。
电阻测量依据产生恒流源的方法分为电位降法、比例运算器法和积分运算器法。
比例运算器法测量误差稍大，积分运算器法适用于高电阻的测量。
传统的测量电容方法有谐振法和电桥法两种。
前者电路简单，速度快，但精度低；后者测量精度高，但速度慢。
随着数字化测量技术的发展，在测量速度和精度上有很大的改善，电容的数字化测量常采用恒流法和比较法。
电感测量可依据交流电桥法，这种测量方法虽然能较准确的测量电感但交流电桥的平衡过程复杂，而且通过测量Q值确定电感的方法误差较大，所以电感的数字化测量常采用时间常数发和同步分离法。
基于单片机的电阻、电感、电容测量系统
第一章绪论科学技术的飞速发展，特别是信息技术、精密工程的发展，催生了众多的新工艺、新材料、新产品，给人们的生产生活带来了日新月异的变化，然而所有这些新工艺、新材料、新产品都离不开测试测量技术和精密仪器，测试测量技术是这些产品质量的重要保证，而计量是为测试测量提供标准，精密仪器是其必不可少的工具。
随着被测试系统、产品的发展水平日趋提高——速度越来越快、体积越来越小、应用覆盖范围越来越广，人们对测试测量技术及精密仪器的要求也越来越高，促使测试测量技术和测量仪器不断出现新理论、新技术和新方法。
而电阻、电容、电感是电子线路中必定使用的零部件。
在进行电子线路的设计的基础上，准确地测量这些零部件的值是极其重要的。
测量这些零部件的值，一般使用LCR测试仪。
测量电子元器件集中参数R.L.C的仪表种类较多，方法也各有不同，但都有优缺点。
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。
随着智能化仪器的发展，元器件测量也变得十分简单，不象传统的模拟万用电桥那样操作复杂、调试困难，而采用LCR自动测量仪。
这种测量仪是以微处理器为基础的智能仪器，可以自动测量无源元件的各项基本参数。
RLC参数自动测式仪不仅能自动判断元件的性质，而且能将符号图形显示出来，并显示出其值，还能测量Q、D、Z、Lp、Ls、Kp、Ks等参数，且显示出等效电路图形。
这类自动测试系统具有极强的通用性和多功能性，对于不同的测试任务，只需增减或更换挂在它上面的仪器设备，编制相应的测试软件，而系统本身不变。
这种自动测试系统特别适合于要求测试时间短而数据处理量极大的测试任务中，以及测试现场对操作人员有害或操作人员参与会产生人为误差的测试场合。
因其具有很多传统仪器所不具备的优点，故RLC自动测试仪现在应用越来越广泛。
第二章方案设计与论证RLC参数的测量方法主要有电桥法.谐振法.伏安法三种。
电桥法具有较高的测量精确度，因而被广泛采用，而且电桥已派生出许多类型。
基于单片机电阻电容电感测量
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。
基于单片机的电阻电容测量仪
基于单片机的电阻电容测量仪【摘要】本文将介绍一种由PIC单片机控制的电阻电容在线测量仪的工作原理、设计思想、及其硬件电路和软件程序。
本电阻电容测量仪以正交采样理论为基础，应用单片机分别对待测器件和基准电阻的测量信号进行瞬时正交采样，然后将采样得到的四个数据在单片机内部进行运算得出结果。
根据结果仪器可智能的判断出待测元件是电阻、还是电容，并自动选择合适的量程进行测量。
【关键词】正交采样；智能识别；在线测量；量程自动转换1.引言在对电子元器件使用时，必须首先了解它的参数，电阻有阻值、电容有容值。
这就要求能够对元器件的参数进行精确的测量。
电阻的阻值相对比较容易测量，用伏—安法就可以精确的测量出来。
但是对电容的测量就比较麻烦了，最初人们还是通过万用表来对电容值进行估算，这种方法不但麻烦而且测量精度也比较低。
随着微电子技术、计算机技术、软件技术的快速发展及其在电子测量技术与仪器上的应用，新的测试理论、新的测试方法、新的测试领域以及新的仪器结构不断涌现。
人们对仪器的要求也在逐渐提高，本文设计了一款更智能化、体积更小、功能强大的便携式RC测量仪。
2.硬件电路设计与实现总体硬件电路主要包括四部分：正弦信号电路、前端控制电路、单片机控制电路、LCD显示电路。
2.1 主控芯片本系统采用PIC16F877单片机作为控制核心，PIC16F877单片机是PIC系列单片机的中级产品，采用RISC指令系统，一共只有35条单字指令，简单易用；工作速度快，可接收DC-20MHz时钟输入，指令周期可达到200ns；存贮空间大，具有高达8K字的FLASH程序存储器和368字节的数据存储器。
除此之外，它具有14个内部/外部中断源和8级硬件堆栈，便于编程；带有片内RC振荡器的监视定时器，保证其可靠工作；可根据不同需要选择不同的振荡器工作方式以减小功耗，同时在保持低价的前提下增加了A/D、内部EEPROM存储器、比较输出、捕捉输入、PWM输出、SP1接口、异步串行通信（USART）接口、模拟电压比较器、LCD驱动等许多功能。
基于单片机的电阻电容在线测试及LCD显示
基于单片机的电阻电容在线测试及ＬＣＤ显示作者：王艳芬杜伟郭元亮刘敏来源：《硅谷》2008年第22期[摘要]电阻电容在线测试实现电阻电容测量的自动化，拓宽测试的量程范围，提高测量的精度。
给出电阻电容在线测试的硬件和软件设计。
[关键词]单片机电阻电容在线测试 LCD中图分类号：TM93 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2008）1120021－01对电子元器件的检测可分为在线检测合肥在线检测两种。
在线检测是用万用表在电路板上直接对元件进行检测。
在电路板上，电阻电容往往都不是分立的元件，而是和其他的元件或并、或串联在一起，直接测试两端的话将会造成极大的误差。
传统的做法是焊开元件，然后用万用表或检测仪器对其进行检测，以避免受板上其他元件的影响。
即非在线检测。
此方法检测准确，但不仅麻烦，测试速度低，甚至可能损伤印制板和元件。
如果能够在不焊开其他元件的情况下准确的测试元件的参数大小，则可以避免以上问题。
本文介绍一种单片机控制的在线电阻电容测试仪，采用在线测试的“电隔离”技术，使旁路电阻，电容忽略不计，无须焊开元件便可直接对元件进行检测。
一、电阻电容在线测试的系统结构本系统设计所要完成的主要功能是电阻电容的在线测试与显示，总体设计思想为:将电阻电容的参数值转换成与之成正比关系变化的电压输出，经A/D转换，然后送单片机进行数据处理，最后显示。
硬件电路主要由以下几个模块组成Cx/V0转换电路、Rx/V0转换电路，信号发生电路、滤波电路、Av/Dv转换电路、A/D转换及单片机接口电路、量程自动转换电路，LCD接口电路。
在印制板上测试元件的参数，既保持了印制板和元件的完整性，又大大提高了测试速度。
二、电阻电容在线测试系统的硬件设计由单片机控制的电阻电容在线测试系统的原理框图如图1所示。
这里运用8051单片机、2732EPROM、74LS373锁存器和8155扩展器组成控制系统，实现了电阻电容在线测试的自动化。
基于单片机的智能在线电阻测试仪
基于单片机的智能在线电阻测试仪当今社会，电子产品的发展日新月异，各种新技术层出不穷。
而在电子产品的生产过程中，电阻测试是一项必不可少的环节。
电阻测试的准确性直接关系到产品的质量和性能，因此开发一种能够智能在线进行电阻测试的测试仪成为了迫切的需求。
智能在线电阻测试仪是一种基于单片机控制的电子设备，它具有自动测试、数字显示、数据存储、数据传输等功能。
通过使用智能在线电阻测试仪，可以有效提高电阻测试的效率和准确性，为电子产品的生产提供可靠的保障。
在开发智能在线电阻测试仪时，首先需要选择合适的单片机作为核心控制器。
单片机的性能和稳定性对于测试仪的准确性至关重要。
在选择单片机时，需要考虑其性能参数、指令系统、存储容量、通信接口等方面的要求，以确保测试仪能够满足实际测试需求。
除了单片机的选择外，智能在线电阻测试仪还需要设计合适的外围电路和传感器模块。
传感器模块是测试仪的核心部件，其准确性和稳定性直接影响了测试结果的可靠性。
在设计传感器模块时，需要考虑传感器的灵敏度、精度、温度影响等因素，采用合适的校准方法对传感器进行校准，以确保测试结果的准确性。
此外，智能在线电阻测试仪还需要设计合理的用户界面和操作系统。
用户界面应该简洁、直观，操作系统应该友好、易于使用。
通过合理设计用户界面和操作系统，可以减轻用户的操作负担，提高测试仪的易用性和实用性。
在实际测试过程中，智能在线电阻测试仪需要具备一定的数据处理和分析能力。
测试仪可以通过单片机的计算能力对测试数据进行处理，通过数据传输接口将处理后的数据传输到计算机或其他设备中进行分析。
通过数据处理和分析，可以更好地了解产品的电阻特性，为产品的质量控制提供参考依据。
梳理一下本文的重点，我们可以发现，是一种功能强大、操作简便的电子设备，它能够有效提高电阻测试的准确性和效率，为电子产品的生产和质量控制提供重要支持。
在未来的发展中，智能在线电阻测试仪还将不断完善和升级，更好地满足市场需求，推动电子产品行业的进步和发展。
基于单片机控制的电阻在线测试仪毕业设计
基于单片机控制的电阻在线测试仪设计基于单片机控制的电阻在线测试仪设计一、需求分析随着科学技术的飞速发展,印刷电路板上元器件的集成度、复杂度越来越高,对印刷电路板组装后的测试要求也就相应提高, 在调试维修印刷电路板时,往往需要测量印刷板上的电阻数值。
传统的做法是焊开元件再测量,以避免受板上其他元器件的影响。
这样作不仅麻烦、测试速度缓慢,甚至可能损伤印刷板和元件。
在线测试的提出，为解决这一问题提出了一种较为常用和有效的检测方法。
它主要是运用“电隔离”技术,无需焊开元件而直接在板上测量，既保持印刷板和元件完美无损,又大大提高了侧试速度。
近来在线测试技术发展很快。
经过对已有知识与技术深人的理论分析和实验研究,设计了电阻在线测试仪。
特别是引进单片机控制,实现了电阻在线测试的智能化,拓宽测试范围,提高精度。
二、方案选择目前“电隔离”技术采用的方法很多，本次设计主要的对象是用来测量无源印刷电路板上的单个非耦合电阻，采用了比较简单的平衡电桥原理，并利用了运放在深度负反馈时的“虚短”特性，以及利用单片机可以多次采集求平均值的优点，在此基础上延伸设计完成了仪表的主要功能：单片机控制的量程自动切换，提高了测量的精度。
本次设计采用的具体原理介绍如下：设计原理图如图 1.1所示。
图中 Rx 为板上的待测电阻 , R1和 R2为 Rx两端旁路的等效电阻, VREF为基准电压 , Rr为基准电阻。
测试时用三根测试笔 (图中用箭头表示 ) ,其中一根将 R1 和 R2 的结点接地;第二根将 Rx和R1的结点接至运算放大器的反相输入端;第三根将 Rx和 R2的结点接至运算放大器的输出端；由图不难看出:根据理想运放“虚短”原理,R1上的电压为零,因而没有电流通过;又根据深度电压负反馈时其输出电阻为零的特性 ,作为负载电阻 R2 的数值大小 ,不影响其输出电压 Vo，。
由图 1得Vo = - VREF Rx /Rr 可见在基准电压 VREF和基准电阻 Rr确定后 ,Vo 只取决于 Rx ,而与 R1 与 R2 旁路电阻无关 ,即对 Rx 实现了“电隔离”。
基于单片机电阻电容电感测量
基于单片机电阻电容电感测量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。
1.工作原理基于单片机的电容测量原理基于充放电过程。
将待测电容通过一个电阻与单片机的引脚相连。
单片机通过IO口将引脚置为高电平，电容开始充电。
当电容充电到一定电压后，单片机将引脚置为低电平，开始计时。
当电容放电到低电平后，单片机停止计时。
通过测量计时的时间，可以计算出电容值。
2.应用领域基于单片机的电容测量技术在电子系统设计和故障排查中广泛应用。
基于单片机的电阻电容在线测试及lcd显示
ＭＰＥＧ一２因为采＿｝｝ｊ舍弁Ｐ帧和Ｂ帧冗余数据的预测帧相关压缩方式对视频图 像有很好的压缩效果，在保证数字视频质量的前提Ｆ Ｈｒ实现２０：ｌ的压缩比· 使数据量Ｆ降至ＩＭｂｙｔｅ／ｓ（８ＩＩｂｉｔ／ｓ）。这样ｌ小时的视频节目只占用３． ６Ｇｂｙｔｅ的数据存储空间。
ＭＰＥＧ一２的编码码流分为六个层次。依次为视频序列层（Ｓｅｇｕｅｎｃｅ），图像 组层（Ｇｒｏｕｐ ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅ），图像层（Ｐｉｃｔｕｒｅ），像条层（ｓｌｉｃｅ），宏块层 （Ｍａｃｒｏ Ｂｌｏｃｋ）和像块层（Ｂｌｏｃｋ）。除宏块层和像块层外，上面四层都肯相虑 的起始码（Ｓｔａｒｔ Ｃｏｄｅ），可用，：因误码或其它原因收发两端失误时，译码器 重新捕捉同步。
一、电阻电窖在蛙翻试的蕞统结相 本系统设计所要完成的主要功能是电阻电容的在线测试与显示．总体设 计思想为：将电阻电容的参数值转换成与之成正比关系变化的电压输出，经 ＾／Ｄ转换。然后送单片机进行数据处理，最后显示。硬件电路主要由以下几 个模块组成Ｃｘ／ＶＯ转换电路、Ｒｘ／ｖＯ转换电路．信号发生电路、滤波电路、 Ａｖ／Ｄｖ转换电路、Ａ／Ｄ转换及单片机接口电路、量程自动转换电路。ＬＣＤ接口 电路。在印制板Ｉ：测试元件的参数，既保持了印制板和元件的完整性，又大 大提高了测试速度。 ＝、电阻电窖在线翻试系统的曩件设计 由单片机控制的电阻电容在线测试系统的原理框图如图ｌ所示。这里运 用８０５１单片机、２７３２ＥＰＲＯＭ、７４ＬＳ３７３锁存器和８１５５扩展器组成控制系统，实 现了电阻电容存线测试的自动化。通过自动转换量程，拓宽丫测试的量程范 围；通过软件抗干扰措施，进一步提高了测试的精度。 （－－）电路设计 Ｉ．Ａ／Ｄ转换及单片机接口电路设计 本系统采用的ＡＤＣ０８０９是一种８路模拟输入逐次逼近型Ａ／Ｄ转换器．由于 价格适中．与单片机的接１：１、软件操作均比较简单，目前在８位单片机系统 中有着广泛的使用。ＡＤｃ０８０９由８路模拟开关。地址锁存与译码器，８位Ａ／Ｄ转 换器和二三态输出锁存缓冲器组成。ＡＤＣ０８０９与单片机的接口电路由于接ｕ简 单．在此不再占用篇幅。 ２．量程自动转换电路设计 在实际戍用中，由于模拟开关本身存在一定的压降，所以实际应用起来 较难，所以在这里电路中必须进行一定的补偿，采用继电器作为开关，以控 制进行量程转换。 ３．ＬＣＤＪ壹１１电路设计 作为测试仪器，显示是不可或缺的。在本设计中．采用ＥＤＭＩＳ０２模块以 实现单位的ＬＣＤ显示。模块的内部结构主要由ＬＣＤ显示屏（ＬｃＤ ＰＡＮＥＬ），控制 器，列驱动器和偏压产生电路组成。 （二）整个测试系统是由电阻在线测试和电容在线测试两部分组成
基于单片机的电阻电容测量仪
参 考 文 献
样。 单 片机 采样 经 过 电位提 升 以后 的信 号所
［ Ｉ 】 苏涛， 强生斌， 吴 顺 君 数 字正 交 采 样 和 脉 压 的 高 效 算 法及实现［ Ｍ１ ． 现 代 雷达 ， ２ ０ ０ １ ， ２ ３ （ １ ） ： ３ ９ — ４ １
２ １ 孙 晓兵， 保铮． 中频正交采样 理论［ Ｍ１ 机载预警雷达技 得 到的值 并 不能 直接 进 行计 算 ，而 还需 要将 ［ 术交流会， １ ９ ９ ３ ： １ ８ ９ — １ ９ ６ 这些 值减掉 ２ ． ５ Ｖ 的 直流 电位才 可 以计算 。
的信 号都 会送 入 一个 由集 成运 放 所构 成 的差
分式 放大 电路 。因为 差 分式放 大 电路 是对 两 个输 入端 之 间 的差值 进行 放 大 ，而且 对干 扰 信号 输入 的共 模 信号 有很 强 的抑 制作 用 ，所 以使 用其 做为 放 大 电路 可 以有 效 的提 高测 量 精 度和 测量 仪 的抗干 扰性 。 ２ ． ４ 电位 提升 电路 本次 设计 采 用 的是Ｐ Ｉ Ｃ 的Ａ Ｄ Ｃ 模块 实现 模 （ 上接第３ ０ 页） 节 速度 、 加 速 度 和程 序 减 速 度 ， 以符合 所 接 收的 运行 等级 。在 检 出限 制 速 度变 低 并在 正 常的制 动 条件 下 ，如 果车 速 大 于 现 在 新 的 限 制 速 度 ， 则 以 制 动 减 速 度 ０ ． ９ ７ ｍ ／ ｓ 启动 常用 制动 。Ａ Ｔ Ｏ 子 系 统利 用 闭环 反 馈技 术 进行 跳 鼠 ，即将 实 际车 速与 参考 速 度 之差 作 为误 差控 制 量 。通过 牵 引或 制动 曲 线 对列 车 实施 一 定的 牵 引力或 制 动力 ，使 误 差控 制 量为 零 。 车站停 车 ： 车载 Ａ Ｔ Ｏ 系 统 将修 正程 序 停 车取 向 ， 以 符 合 所 接 收 的 运 行 等 级 。精 确 的 车 站 停 车 是 通过 应 用轨 道 电路 Ｉ Ｄ ￣ ［ Ｊ 边界 的转换 以及 车 站 的环 路 来实 现 的 。应用 轨道 电路 的Ｉ Ｄ 来 确 定 正 确 的 停 车 曲线 的起 点 。 列 车 经 过 站 外 ３ ５ ０ 米 处 的 第一 对 地 面 标 志器 时 ，定 点停 车 曲线 便 由此 启动 。 定点停 车 是建 立在 一个 固 定 的减 速 率基 础 上 的 。当Ａ Ｔ Ｓ 速 度 与 定 点停 车 曲线速 度相 同时 ，列 车撞 入 定时 停车 控制 模 式 ，列 车 经过 ｌ ５ ０ ｍ、２ ５ ｍ 出 的地 面 标 志器 时 ，它离 开 最后 停车 点的距 离信 息 被不 断更 新 。列车 经 过８ ｍ 出 的有 源地 面标 志 器上 方 ， 并接 收 到 由该标 志 器发 送 的信 号 ，列车 既 可 转为 定位 停 车模 式 ， 实施全 常 制动 ，将 车 停 下 。车辆对 位 天线 与地面 对位 天线 对齐 。 运行 时 间的 调整 ： 主 要 是通 过 选 择 不 同 的运 行 等 级 来 实 现 。惰行 模式 已经包 含在 运 行等 级 中。 运 行模 式 的改变 ： Ａ Ｔ Ｃ 系 统 的逻 辑 要 求 是 必须 在 列 车 停 下 前 可 以进 行 转 换 ， 否 则 将 导 致 一 次 紧 急 制 动。 （ ３ ） 广 州地 铁 １ 号线Ａ Ｔ Ｏ 系 统 ●Ａ Ｔ Ｏ 设备 车载设 备 ：主 要包括Ａ Ｔ Ｃ 设备机 架 、速度 彪 、控制 台、Ａ Ｔ Ｐ 接 收天线 、Ｐ Ｔ Ｉ 发送 天线 。 地 面 设备 ：包 括车 站 交 叉 环 线和 Ｐ Ｔ Ｉ 环 线。 ●Ａ Ｔ Ｏ 需求 数据 和传 输通 道
基于单片机的高精度电阻电感电容测量仪器的设计
摘要本设计是一种基于单片机(89C51)的高精度电阻电感电容测量仪器的设计.本设计采用MAX038单片压控函数发生器产生高精度的正弦波信号流经待测的电容或者电感和标准电阻的串连电路,利用电压比例计算的方法推算出电容值或者电感值,利用51单片机控制测量和计算结果,采用1602液晶模块实时显示数值,可以手动调节量程,正弦信号发生器可以实现幅值和频率的调整,为了提高精度,我们把被测的交流电压先通过ICL7650来消除因为AD637输入电阻较低产生的误差.实验测试结果表明,本设计性能稳定,测量精度高.关键词：电压比例法89C51 AD637 1602液晶ABSTRACTThe design is the design of a high-precision instrument for RLC measurement based on microcontroller(89C51).This design adopted MAX038 monolithic voltage-controlled function generator to produce high accuracy sine wave signal,which passed through the series circuit of the capacity or inductance and standard resistance,and then measured the respective voltage of the capacity or the inductance and the standard ing the voltage proportion method calculated the capacitance values or inductance values.The design used 51 microcontroller to control the measurement and calculation results,used 1602 LCD to show the result. The range can be adjusted manually, sine signal generator can adjust amplitude and frequency to improve accuracy, we measured the AC voltage through the ICL7650 to eliminate the error caused by the lower input resistance of AD637. Experimental results show that the performance of this design is stable and of high measurement accuracy.Key words: V oltage proportion method; 89C51; AD637; 1602 LCD;目录1 引言 (1)2 电压比例法测量原理 (1)3 系统方案 (2)3.1系统总体方案设计与结构框图 (2)3.2方案设计与论证 (3)4 硬件电路 (5)4.1稳压电源模块 (5)4.2正弦信号发生器 (5)4.3采样电路 (6)4.3液晶显示模块 (7)5 系统软件设计 (8)5.1控制测量程序模块 (8)5.2按键处理程序模块 (9)5.3电阻电感电容计算程序 (9)5.4液晶显示程序模块 (10)6 系统测试与结果分析 (10)6.1对正弦信号源的测试 (10)6.2对电阻电容电感的测量 (11)6.3误差分析 (12)7 总结 (13)参考文献 (14)致谢 (15)1 引言现代电子产品正以前所未有的速度,向着多功能化、体积最小化、功耗最低化的方向发展,机电产品广泛应用于家电、通信、一般工业乃至航空航天和军事领域.无论是日常生活还是高端科技领域,电子技术的应用均日益深入.掌握必备的电子技术基础设计制作基础知识和基本技能,能够满足我国目前产业结构对广大技术工人、工程技术人员基本素质的要求,而且能为从事高端电子系统开发培养能力和素质,适应信息时代的需要.目前市面上测量电子元器件参数R 、C 和L 的仪表种类较多,方法和优缺点也各有不同.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等缺点.电阻电容电感测量方法较多(谐振法,电桥法,电压比例法等)但因为对于测量仪器来说精度越高越好,所以本设计选择精度比较高的电压比较法做电阻电感电容测试仪,它的原理是将一定频率的交流信号经过串联分压电路转化为电压信号,然后经过电路处理变成频率信号经过单片机进行比例运算,最后将计算出的测量值输送给显示模块并显示各参量对应的量纲.2电压比例法测量原理电阻高精度测量较好的方法之一是采用与标准电阻相比较的方法.其主要原理:是在待测电阻x R 与标准电阻1R 的串联电路中加一直流电压V,AD 采样得到Rx 上电压X V ,则测量电阻为:Xx x R V V R V -= (1) 设计中我们采用了与测量电阻一样的方法——电压比例法[1-2]来测量电感和电容;因为电感与电容是电抗元件,所以应采用交流信号来产生测量信号;在角频率为w 的交流信号的作用下电容电感获得的容抗和感抗:cj 1X C w = (2) wL j X L = (3)C 、L 为待测电容和电感.这样一来,标准元件的选择就有许多种方法.但为了提高测量精度和降低成本,该测量仪采用了标准电阻,且与电阻测量共用一套标准电阻.所以有电感:）（...U jw L LX LX U RU -=⋅ (4)jwC1jwC 1U U ..CX +=R (5) 电容: jwR 1C ..-=CXU U(6)测量Q 值时,加入交流信号测量出电感Q 值L jw R Z 1S 1+= (7)L jw R Z 2S 2+= (8)两个方程联立,求得电感2-12212W W -L 22z z = (9) 2-122121s W W -jw R 22z z -=Z (10) S R L Q jw = (11)1Z 为电感在电路中角频率为1w 的等效阻抗,2Z 为电感在电路中角频率为2w 的等效阻抗,L 为电感量,S R 为电感的等效电阻.为保证测量精度,必须保证电阻的精度和w 的高稳定值.为此,我们在该设计中采用MAX038单片压控函数发生器[3-4]产生高精度的正弦波信号,同时输出缓冲器采用了运算放大器,为保证波形精度采用了闭环深度负反馈方式,无失真的放大正弦信号.3.系统方案3.1系统总体方案设计与结构框图本电路由电源模块、正弦信号发生器、标准电阻和电感或电容串联分压电路、多路开关、电压跟随器、高精度交流/有效值转换、A/D 转换、单片机、液晶显示、键盘等模块组成.系统主要模块流程图如图1所示:图1系统流程图3.2方案设计与论证3.2.1电阻电感电容测试采样模块电阻电感电容测试采样模块的设计方案有很多,例如利用纯模拟电路来实现、电阻可用比例运算器法、电容可用恒流法和比较法、电感可用时间常数法和同步分离法等.方案一利用纯模拟电路虽然避免了编程的麻烦,但是电路复杂,所用的元器件较多,制作较麻烦并且测量精度低,调试困难,现已很少使用.方案二可编程序控制器(PLC）应用广泛,它能够非常方便的集成到工业控制系统中.可编程控制器速度快,体积小,可靠性和精度都比较好,在此系统中可以使用PLC对硬件进行控制,但是PLC的价格相当昂贵,因而成本过高,应用于要求比较高的场合.方案三利用震荡电路与单片机结合利用555多谐振荡电路将电阻、电容转化为频率,而电感则是根据电容三点式电路也转化为频率,这样就把模拟量近似转化为数字量了,而频率是单片机很容易处理的数字量,该方案测量精度较高,易于实现仪表的自动化,而且单片机构成的系统可靠性高,硬件的描述完全可用软件来实现,成本低.但由于必须采用大量地倍频、分频、混频和滤波环节,导致结构复杂、体积大、成本高并且难以达到较高的频谱纯度而使测量误差加大,外围电路非常复杂.且不符合需要一个独立信号发生器的要求.方案四电压比例法采用与标准电阻相比较的的方法,其原理是在待测原件与标准原件的串联电路中加以电流I，这样被测元件与标准元件上得到的电压分别为Vx与Vi;通过计算得出被测值,此方法精度高,需要一个具有输出频率稳定的信号源来提供激励.本设计采用此方案. 3.2.2正弦信号发生器模块正弦信号源发生器模块是决定系统误差的重要部分,要求有稳定的频率,另外为了测试系统的可靠性还要求正弦信号发生器的频率和电压具有可调性,本系统要求频率范围1HZ～1MHZ,电压大于5V.方案一 555信号发生器采用555信号发生器制作的发生器,其外围电路较复杂.这种方法能实现快速频率变换,具有低噪声以及所有方法中最高的工作频率.但由于必须采用大量地倍频、分频、混频和滤波环节,导致结构复杂、体积大、成本高并且难以达到较高的频谱纯度而使测量误差加大.方案二单片机信号发生器[5]使用单片机编程实现正弦波的产生简单易行.可以在外围电路不变的情况下通过程序来改变输出电压的幅值和频率.由于输出的是数字信号,可以做得很高,产生的信号精度及其性价比比较高,集成度也高并且需求电压低,功耗低.方案三 DDS信号发生器[6]利用直接合成DDS芯片的函数发生器,能产生任意波形并能达到很高的频率并且频率的稳定性比较好.但成本较高,主要用于测量电路和系统的频率特性、非线性失真、增益与灵敏度等.按不同的性能与用途分为低频信号发生器、高频信号发生器、频率合成式信号发生器等.方案四 MAX038信号发生器MAX038是MAXIM公司生产的一个只需要很少外部元件的精密高频波形产生器，他能产生准确的高频正弦波、三角波、方波。
基于振荡的单片机电阻、电容和电感测试仪
摘要本文所设计的系统是基于AT89C52单片机控制的简易RLC测试仪。
为了充分利用单片机的运算和控制功能，方便的实现测量。
把参数R、L、C转换成频率信号f，然后用单片机计数后再运算求出R、L、C的值，并送显示。
转换的原理分别是RC振荡电路和电容三点式振荡电路。
为了比较准确的测试而频率的计数则是利用等精度数字频率计完成。
然后再将结果送单片机运算，并在LED显示器上显示所测得的数值。
通过一系列的系统调试，本测试仪到达了测试标准。
经过测试，第1章：绪论1.1 电路参数R,L,C电路参数—电阻、电容和电感是电路的三种基本参数，也是描述网络和系统的重要参数，广泛应用于科学研究、教学实验、工农业生产、通信、医疗及军事等领域中。
例如在强电系统中，输电线路中的传输线，电气设备中继电器、变压器、发电机等，都是用阻抗参数R、L、C来描述的。
人们通过测试阻抗参数可以判定设备的好坏，是否存在故障隐患。
在弱电系统中，电路参数元件的好坏、量值的大小直接影响所设计的线路板的正常工作和可靠性。
所以对它们的测试具有重要的意义。
1.2 电路参数的测量方法电路参数的测量通常是把被测参数通过转换电路变成直流电压或频率后进行测量。
1. 传统的RLC参数测量的方法种类很多，例如：对电阻的测量常用欧姆表直接测量，也可以使用对电阻施加一个电压，利用模拟电表和电流表测量得到电阻两端的电压值和流过电阻的电流值。
然后利用欧姆定理计算出电阻值；而对电感或电容的测试常采用测量阻抗角和负阻抗，然后用数学公式计算出电阻和电抗的参数。
也可以采用过度过程法测出时间常数，由于电路中使用已知的固定电阻，所以可以通过计算，得出电抗参数。
在要求测试准确度高的地方常采用交流电桥通过调整已知参数使得电桥达到平衡，读出电感或电容值。
上述方法，简单明了，测试也有一定的准确度；但必须采用手工操作，费时费力且测量精度带有一定的人为因素。
2. 在上世纪70年代后，由于数字电子技术的发展，出现了数字式的RLC测试仪。
基于单片机的电容测量
基于单片机的电容测量随着科技的不断发展，单片机已经成为了现代电子技术中不可或缺的一部分。
它具有高效、集成度高、处理能力强等优点，被广泛应用于各种嵌入式系统中。
而电容测量作为电子测量中的重要组成部分，对于单片机来说具有重要的应用价值。
本文将介绍一种基于单片机的电容测量方法。
一、单片机与电容测量概述单片机是一种集成电路芯片，内部集成了计算机的基本单元，包括中央处理器、存储器、输入输出接口等。
它能够实现各种数字信号处理、控制、通信等功能，具有体积小、功耗低、可靠性高等优点。
而电容测量则是通过测量电容值来实现对被测物体参数的检测，常被应用于各种物理量、化学量、生物量等的测量。
二、基于单片机的电容测量系统设计基于单片机的电容测量系统主要包括单片机、测量电路和显示模块三个部分。
其中，单片机作为核心控制单元，负责处理测量数据并控制整个系统的工作流程；测量电路包括电容传感器和信号处理电路，用于实现电容值的测量；显示模块则将测量结果显示出来。
1、单片机选型与编程在基于单片机的电容测量系统中，单片机的选型与编程是至关重要的环节。
常见的单片机型号包括STM32、PIC、AVR等，其中STM32系列单片机具有处理速度快、功能丰富、易于开发等优点，因此被广泛应用于各种嵌入式系统中。
在编程方面，一般采用C语言或汇编语言进行编程，其中C语言由于可读性强、易于维护等特点而得到广泛应用。
2、测量电路设计测量电路是实现电容测量的关键部分，主要包括电容传感器和信号处理电路。
电容传感器是将被测物体转换为电容值的变化，而信号处理电路则将这种微小的电容变化转化为可读的电压信号，并传输给单片机进行数据处理。
常用的信号处理电路包括放大器、滤波器、运算放大器等。
3、显示模块设计显示模块用于将测量结果显示出来，一般采用LED或LCD显示屏。
其中，LED显示屏具有亮度高、寿命长、功耗低等优点，而LCD显示屏则具有显示清晰、色彩丰富等优点。
在基于单片机的电容测量系统中，一般采用LED显示屏作为显示模块。
基于单片机电阻电容在线测试系统的研究
２ Ｃ ／ ｏ转换 电路 设 计 ｘＶ
Ｃ ／ ｏ 换 电路设计 原理 图如图 ３所 示 ， ｘＶ 转
ＲＸ
图 ３ 电容 测 试 原 理 图
在印刷电路板上 ， 电容 ｃ 通常与 Ｒ 直接并联 ， 如何从并联 电路中单独测得 Ｃ 的值 ， 这是电容在线测试 的关键 。为此， 我们提高正弦波发生器 ， 的频率 ｆ Ｃ 的容抗 １（ Ｃ ） ， 使 ／ ｏ ＜＜ 则可以忽略 尺 ， Ｊ Ｒ， 使并联阻
线测试 的硬 件和 软 件设 计 ，解 决生 产 中元 器件 故 障 、 装 、 插 贴装 故 障 、 线路板 故 障及 线路 板 整
板的功能故障的在线测试 ， 高电阻电容的测量精度和测量速度 ， 提 同时具有电路 简单、 作简 操 单方便 、 示直观 等特 点。 显
关键 词 ： 电阻 ； 电容 ； 片机控 制 ； 线测 试 ； 隔 离 单 在 电
抗 ｚ 近似 等于 Ｃ 的容 抗 。即 ：
－・ ｚ
ｉ
・ｃ ／ （）
ｃ
妻ｊ －
式 中 Ｒ ， ， 率 厂均 为 已知 ， 得 ， 可用 上式 求 Ｃ ， 和频 测 便 采用 高 频 近似 法 的方 法误 差 ， 略 Ｒ 忽 引起 的误 差 ， 个误差取 决于 ＩＲ 这 ／ 与 ｃ 的 比值 。设 １Ｒ ＝ ｗ ／ Ａ Ｃ
２ 系统 的 总体 结构 和 工 作原 理
此 设计从 在线 电阻 、 电容测 试 的基本 原理 人手 ， 利用 电压 负反 馈 和在 线测 试 的 “ 电隔 离 ” 理 ， 行 系统 原 进
的软、 硬件设计， 可对 电阻、 电容进行准确 、 有效的测量 ， 不仅使测量速度的加快 ， 而且能够及时的反映电阻和 电容的变化 ， 并能实现清零／ 复位 ， 电阻、 电容超值报警等功能， 其系统框图如图 ｌ 所示。
基于单片机控制的简易电阻、电容和电感测试仪设计
方案一：同电阻测试方案二，利用RC充电原理，通过测量充电时间来测量电容大小。此方案下测量大电容较准，但在电容容量较小时，电容在极短的时间内就能充满，即充电时间较短，所以很难测准。
方案二：同样利用RC和555定时器组成的多谐振荡电路，通过测量输出振荡频率的大小即可求得电容的大小，如果固定电阻值，该方案硬件电路实现简单，能测出较宽的电容范围，完全满足题目的要求。同时输出波形为TTL电平的方波信号所以不需要再对信号做电平变换。即可直接输入单片机处理。
；
所以输出频率为：
即可求出电感量：
图4（a）电感测量原理图（b）proteus下仿真波形图
三、电路与程序设计
1.硬件电路设计
（1）电阻测量电路
电路中使用定时器为NE555，为了提高测量精度，基准电阻R1选择精度为0.1%的精密电阻，电容C3、C4选择高精度的聚苯乙烯电容，为了在电阻测量范围内保证震荡频率落在10Hz到150KHz的范围内，设计中分为两档通过单片机控制继电器切换。电阻测量电路的具体参数如图5所示。由于电阻的测量范围较广，定时器输出的波形的占空比变化范围较大，为了防止占空比过大或过小，单片机难以捕捉到波形的边沿变化，设计中在定时器输出端接上一个D触发器将输出信号2分频同时将信号整形为50%占空比的方波。整形前后波形如图6所示。
方案三：利用RC和555定时器组成的多谐振荡电路，通过测量输出振荡频率的大小即可求得电阻的大小，如果固定电阻值，该方案硬件电路实现简单，通过选择合适的电容值即可获得适当的频率范围，同时输出波形为TTL电平的方波信号所以不需要再对信号做电平变换。即可直接供数字电路处理。
综上所述，本设计采用方案三，采用低廉的NE555构建RC多谐振荡电路，输出通过D触发器74LS74将波形整形成二分频的对称方波送交控制器处理。
用单片机制作电阻及电容测量仪
用单片机制作电阻及电容测量仪摘要：文章首先介绍了C8051F单片机的结构、特性及功能，555定时器的功能及多谐震荡器的工作原理和C程序语言的特点及其在单片机中的应用。
然后介绍一通过利用多谐震荡器与C8051F单片机结合构成的数字式电阻、电容测电路。
此电路全部由数字电路组成，不用A/D转换器而直接用数字显示被测电容、电阻值。
具有线路简单，体积小，单电源供电等优点。
文中对电阻、电容的测量原理作了详细描述，对运行过程中出现的问题进行了分析，通过对软硬件进行的一系列的调试最终达到了预期测量要求。
关键词：单片机555定时器电容电阻测量一前言测量电子元器件集中参数R、C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。
例如，目前常用的电容测量仪器，大多是模拟电路，如电桥电路等，若用数字显示就必须采用A/D转换器.测量的方法主要是通过电感耦合交流电桥，双T型网络等，这些方法均存在不足之处。
双T型网络虽然能够进行精密电容测量，但是需要有高精度标准电容和调节平衡的熟练工人，仪器结构复杂，操作不便。
而电阻测量的方法更是多种多样。
随着单片机技术的发展，它在智能化测量仪表中的应用越来越广泛。
它适用于机、电、仪一体化的智能产品，具有精度高低功耗、控制功能强、小巧等优点。
利用单片机的软件来代替硬件功能，可使产品的体积缩小、功能增强实现不同程度的智能化以及仪表测量的自动化，并能进行数据分析处理，以达到仪表的高可靠性、高精度和多功能。
二系统硬件部分介绍1.C8051F系列单片机简介C8051F系列单片机是一种典型的高性能单片机，是Cygnal 公司开发的产品。
C8051F系列单片机是完全集成的混合信号系统级芯片（SOC），具有与MCS-51完全兼容的指令内核，采用流水线处理技术，不再区分时钟周期和机器周期，能在执行指令期间预处理下一条指令，提高了指令的执行效果。
大部分C8051F单片机具备控制系统所需的模拟和数字外设，包括看门、ADC、DAC、电压比较器、电压基准输出、定时器、PWM、定时器捉和方波输出等，并具备多种总线接口。
基于单片机实现测量电容方法研究 2
收稿日期:2009-06作者简介:谢冬莹(1987—),女,本科在读,研究方向为电气与自动化。
基于单片机实现测量电容方法研究谢冬莹,芦庆,蒋超(中国矿业大学信息与电气工程学院,江苏徐州221008)摘要:介绍采用单片机实现电容测量的4种方法,它们均利用单片机的高速强大的计算及可编程功能,实现电容高精度智能化测量。
分析各个测量方法的优点和特点,并提出了测量方法的发展方向。
关键词:单片机;电容;测量中图分类号: TM934.2文献标识码: B文章编号:1006-2394(2009)11-0042-03Research on CapacityM easurementBased onM icrocontrollerXIE Dong-ying, LUQing, JIANG Chao(School of Information and ElectricalEngineering, ChinaUniversity ofMining and Technology, Xuzhou 221008, China)Abstract:W ith the infiltration in the every field of the computer in recent years, the microcontroller is widelyused. In this paper, the design of fourhigh-precision instrument for capacitormeasurementbased on themicrocontrolleris introduced. They carry out high accurate and intelligent capacity measurement by programmable functions of themicrocontroller. Their characteristics and advantages are analyzed and the developmentdirection ofmeasurementmeth-ods is put forward.Key words:microcontroller; capacity; measurement0引言由于使用的场合不同,测量电容的方法各有不同,在电容的测量系统中,几乎都是根据普通的电路原理,用一些常用的方法来测量的,它们各有其优缺点,比如把它作为阻抗的虚部来测量的,还有充电法、电感交流耦合电桥法、比例法等。
一种阻容在线测试方法的实现
即保 持 了印刷 电路 板的完 好无损 ， 又大 大提高 了测试 的
速 度和 精度 。
图１
电阻 电容在 线测试 原理 图
２ 测 试 系统构 成
单片 机 控制 的 电阻 电容 在 线测 试 系统 的原 理框 图
图２电路进行了改进 ， 引入了标准电阻Ｒ． 和相应 一Ｒ
的开 关 Ｋ Ｋ 来转换量程 。单片机根据 尺 选择合适的
ｕｏ
Ｒ ， 通过控制 Ｋ 自动转换量程 ， Ｋ 电路 图如图 ３所示 。
Ｒｘ
图 ４ 电容在 线测试原 理 图
ｚ 、 为两边 的等效 阻抗 ， ｌ Ｚ２ Ｆ为基 准正 弦波信
要 求也就 相应 提高 ， 印刷 电路 板的生 产测 试 中 ， 线 在 在
过软件 抗干扰 措施 ， 一步提 高测试 的精度 。整个 测试 进
系统 是 由 电阻在 线测 试和 电容 在 线测 试两 部分 组成 。
测 试 是一 种 较为 常用 和有 效 的检 测方 法 。 这 里介 绍 一
种 利用单 片机控制 的 电阻 电容在 线测试 技术 ， 该技术 无
经 验 交 流
Ｔ ｈｎ ｃ Ｉ ｅｃ ｉ ａ Ｃｏｍｍ ｕ ｃ ｉ ｓ ｎｉａｔ ｏｎ
《 自动化技术 与应用》２ Ｏ Ｏ ８年第 ２ ７卷第 ｌ ０期
一
种 阻 容 在 线测 试 方 法 的实现
陈 瑞 ， 征 周
（ 兰州工业高 等专科学 校 电气工程系 ， 甘肃 兰州 ７ ０ ５ ） ３ ０ ０
摘 要 ： 文介绍 ＿利用 单片机控制的 电阻 电容 线测试的原理和 力法 ， 本 ｒ ＿ 并分忻 了造成误差的原 ， 该技术无需从电路板 卜 焊开元器
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基于单片机的电阻电容在线测试的实现
[摘要] 电阻电容在线测试实现了电阻电容测量的自动化，拓宽了测试的量程范围，提高了测量的精度。
文中给出了电阻电容在线测试的硬件和软件设计。
[关键词]单片机电阻电容在线测试
我们在调试、检测和维修电路板时，往往需要测量印刷电路板上的电阻或电容数值。
传统的做法是将被测试的元件从印刷电路板上焊开后再测量，以避免受板上其他元器件的影响。
这种测量方法不仅麻烦，而且测试速度低，甚至可能损坏印刷电路板和元器件。
这里介绍一种利用单片机控制的电阻电容在线测试技术，该技术无需从电路板上焊开元器件便可直接测量各元件的参数，既保持了印刷电路板的完好无损，又大大提高了测试的速度和精度。
1. 电阻电容在线测试系统的硬件设计
由单片机控制的电阻电容在线测试系统的原理框图如图1所示。
这里运用8051单片机、2732EPROM、74LS373锁存器和8155扩展器组成控制系统，实现了电阻电容在线测试的自动化。
通过自动转换量程，拓宽了测试的量程范围；通过软件抗干扰措施，进一步提高了测试的精度。
整个测试系统是由电阻在线测试和电容在线测试两部分组成。
图1 电阻电容在线测试原理图
1.1电阻的在线测试
电阻在线测试的过程是：将被测电阻Rx通过Rx/Vo转换电路，将Rx转换为直流输出电压Vo，经过量程选择按键K，送入A/D转换器，将模拟电压转换为数字量，送到单片机系统。
单片机根据输入的数据，选择最佳的量程，并控制量程转换开关，选择合适的基准电阻，实现量程的自动转换。
在单片机控制下，进行多次采样测试，并对各次测得的Vo求平均值，然后计算电阻Rx，最后通过显示器显示被测电阻的值。
电阻在线测试的原理图如图2所示。
图中Rx为电路板上的待测电阻，R1和R2为两边的等效电阻，VREF 为基准电压，Rr为基准电阻。
可确定
Vo=-VREFRx/Rr (1)
由上式得出在基准电压VREF和基准电阻Rr一定的前提下，Vo只取决于Rx，而与R1和R2无关，即对Rx实现了电隔离。
这就实现了将印刷电路板上的电阻Rx直接转换为相应的输出电压Vo。
为了扩大测
量范围，将图2电路进行了改进，引入了基准电阻Rr1-Rr4和相应的开关K1-K4来转换量程。
单片机根据Rx选择合适的Rr，通过控制K1~K4自动转换量程。
电路图如图3所示。
图2 电阻在线测试原理图
图3 扩展量程的电阻在线测试原理图
1.2 电容的在线测试
电容在线测试的原理图如图4所示。
图中为Cx被测电容，Rx为电路板上与Cx并联的电阻，Z1和Z2为两边的等效阻抗，VREF为基准正弦波信号源电压有效值，Rr为基准电阻。
设Cx与Rx并联的等效阻抗为Zx，则有
电容在线测试过程是：通过Cx/Vo转换电路，在正弦信号发生器的作用下，将Cx的数值转换为交流输出电压Vo，经测量选择按键K，送入A/D转换器转换为数字量，送至单片机。
单片机控制量程转换开关，选择最佳量程，获得与Cx相应的Vo值。
单片机通过频率转换开关，控制正弦波信号发生器的频率，从最低档开始，按10倍频逐级提高频率，同时读入各档相应的Vo值，并对相邻的两档频率的数值VOL和VOH 求商，判断VOL/ VOH是否大于7.1，若不大于此值，继续求商，直至VOL/ VOH大于7.1。
单片机根据这次的fH和VOH求出Cx,并通过显示器显示被测的电容值。
图4 电容在线测试原理图
2. 电阻电容在线测试的软件设计
电阻电容在线测试的主程序流程图如图5所示：
图5 电阻电容在线测试主程序图
3. 结束语
电阻电容在线测试采用在线测试的“电隔离”技术，可快速测量电路板上任意的电阻和电容的值，测量精度高。
电阻在线测试的方法在测量大电阻时干扰往往比较严重，这时在单片机的控制下，可适当增加采样测试的次数，以提高测量的精度。
电容在线测试的方法采用高频近似的方法进行测量，在满足VOL/ VOH≥7.1的前提下，求Cx的误差不大于0.5%，如果再把测量中的其它因素引起的误差考虑在内，误差的总和不大于3%，满足一般应用的精度要求。
参考文献：
[1] 孔有林.集成运算放大器及其应用[M].北京：人民邮电出版社，1988.
[2] 何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，1990.。