题目4：简易电阻、电容和电感测试仪.

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全国大学生电子设计竞赛题目(开放性试题)

题目一实用低频功率放大器一、任务设计并制作具有弱信号放大能力的低频功率放大器。

其原理示意图如下：二、要求1．基本要求（1）在放大通道的正弦信号输入电压幅度为（5～700）mV，等效负载电阻R L为8Ω下，放大通道应满足：① 额定输出功率P OR≥10W；② 带宽BW≥（50～10000）Hz；③ 在P OR下和BW内的非线性失真系数≤3%；④ 在P OR下的效率≥55%；⑤ 在前置放大级输入端交流短接到地时，R L=8Ω上的交流声功率≤10mW。

（2）自行设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源。

2．发挥部分（1）放大器的时间响应① 方波产生：由外供正弦信号源经变换电路产生正、负极性的对称方波：频率为1000Hz、上升时间≤1μs、峰-峰值电压为200mV pp。

用上述方波激励放大通道时，在R L=8Ω下，放大通道应满足：② 额定输出功率P OR≥10W；带宽BW≥（50～10000）Hz；③ 在P OR下输出波形上升时间和下降时间≤12μs；④ 在P OR下输出波形顶部斜降≤2%；⑤ 在P OR下输出波形过冲量≤5%。

（2）放大通道性能指标的提高和实用功能的扩展（例如提高效率、减小非线性失真等）。

题目二实用信号源的设计和制作一、任务在给定±15V电源电压条件下，设计并制作一个正弦波和脉冲波信号源。

二、要求1．基本要求（1）正弦波信号源① 信号频率：20Hz～20kHz步进调整，步长为5Hz② 频率稳定度：优于10-4③ 非线性失真系数≤3%（2）脉冲波信号源① 信号频率：20Hz～20kHz步进调整，步长为5Hz② 上升时间和下降时间：≤1μs③ 平顶斜降：≤5%④ 脉冲占空比：2%～98%步进可调，步长为2%（3）上述两个信号源公共要求① 频率可预置。

② 在负载为600Ω时，输出幅度为3V。

③ 完成5位频率的数字显示。

2．发挥部分（1）正弦波和脉冲波频率步长改为1Hz。

（2）正弦波和脉冲波幅度可步进调整，调整范围为100mV～3V，步长为100mV。

简易电阻电容电感测试仪论文

2.1 电路原理图
2.2 电路分析
当 R1=R2=R3=R4=R 时，有 I 0 待测电阻：
Vi 2 2R
,则，
待测电容：
3 、 AD637 交流转有效值电路
3.1 电路原理图
3.2 电路分析
实际上是电压采样电路，前级电压跟随器主要是其隔离作用，避免给测量电路引入负载。AD637 是根据数据手册所给的典型应用电路链接。
2.1.3 方案三：阻抗法
阻抗法测量有两种实现方法：用恒流源供电，然后测量元件电压；用恒压源，测量元件电流。由于很难测量电流，而元件电压很容易测量，所以可以通过测量元件电压，然后通过 AD 转换送给单片机，实现将难测的物理量转换为较容易测量的物理量。系统整体可分为四大部分：信号产生部分、测试部分（转换部分）、数据处理部分和显示部分。其中信号产生部分目的是产生幅度不变，频率可调的正弦波，根据所测元件范围不同提高测量精度。测试部分目的是将待测元件的参数转换为可测信号电压。数据处理部分是将已知信号获取并反算元件参数信号，但考虑到交流信号需转换为有效值才能送给 MSP430F149 自带的模数转换器，进行数据处理，所以在送给单片机之前要做相应转换，最后通过液晶显示。其系统框图如下：
1.2.2 发挥部分
（1）扩大测量范围。（2）提高测量精度。（3）测量量程自动转换。
2 、系统总体方案设计
2.1 系统方案的选择
2.1.1 方案一：振荡法
这种方法的思想是将较难测量的物理量转变成精度较高且较容易测量的物理量。基于此思路，我们把电子元件的集中参数 R、C、 L 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 振荡和f 是单片机容易处理的数字量。其系统框图如下：

第一至五届全国大学生电子设计竞赛试题

全国大学生电子设计竞赛试题1．1 第一届电子设计竞赛试题（1994年）题目一简易数控直流电源一、设计任务设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。

其原理示意图如图所示。

二、设计要求1．基本要求① 输出电压：范围0至+9.9V ，步进0.1V ，纹波不大于10mV ； ② 输出电流：500 mA ；③ 输出电压值由数码管显示； ④ 由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增减；⑤ 为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出±15V ，+5V 。

2．发挥部分① 输出电压可预置在0至+9.9V 之间的任意一个值；② 用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V 不变）； ③ 扩展输出电压种类（比如三角波等）。

题目二多路数据采集系统一、设计任务主控器能对50米以外的各路数据，通过串行传输线（实验中用1米线代替）进行采集和显示。

具体设计任务是：①现场模拟信号产生器。

②八路数据采集器。

③主控器。

二、设计要求1．基本要求①现场模拟信号产生器自制一正弦波信号发生器，利用可变电阻改变振荡频率，使频率在200Hz至2kHz范围变化，再经频率电压娈换电路后输出相应1V至5V直流电压（200Hz对应1V，2kHz对应5V）②八路数据采集器数据采集器第一路输入自制1V至5V直流电压，第2至7路分别输入来自直流源的5，4，3，2，1，0V直流电压（各路输入可由分压器产生，不要求精度），第八路备用。

将各路模拟信号分别转换成八位二进制数字信号，再经并/串变换电路，用串行码送入传输线路。

③主控器主控器通过串行传输线路对各路数据进行采集和显示。

采集方式包括循环采集（即1路、2路、…、8路、1路…）和选择采集（任选一路）二种方式。

显示部分能同时显示地址和相应的数据。

2．发挥部分①利用电路补偿或其它方法提高可变电阻值变化与输出直流电压变化的线性关系；②尽可能减少传输线数目；③其它功能的改进（例如：增加传输距离，改善显示功能等）1．2 第二届电子设计竞赛试题（1995年）题目一实用低频功率放大器一、任务设计并制作具有弱信号放大能力的低频功率放大器。

4项目四：电阻电容和电感的测量

第二任务伏安法测电阻
伏安法测电阻：用一只电压表测量电阻两端的电压，用一只电流
表测量通过电阻的电流，然后再用欧姆定律求出被测电阻的方法。
它分以下两种情况
（1）电压表前接法：
时电压表所测的电压包括电流表内阻上的电压和电阻上的电压，
电流表所测量的电流为通过电阻的电流。所以采用这种方法计算的
电阻为
Rx'
⒈工作原理
⑴、原理图：
直流双臂电桥的原理图如图4－3所示 ⑵、工作原理：
电桥平衡时，Ip=0，则I1=I2,I3=I4。根据基尔霍夫定律可列出以下三个方程
对回路 1
I1R1=InRn+I3R3
对回路 11 I1R2=InRx+I3R4
对回路 111 （In-I3）=I3(R3+R4)
解由以上三个方程组成的方程组可得：
C
Z X Z X e jx Z 2 Z 2e j 2 Z 3 Z 3e j3 Z 4 Z 4e j4
Z X e j x Z3e j3 Z2e j 2 Z4e j 4
由复数相等的条件可知：
ZX Z3 Z2Z4
X 3 2 4
此可以看出，交流阻抗电桥的平衡条件也可以用以下两个条件表示：对臂阻抗之积相等和对臂阻抗角之和相等。
第五步：细调比较臂
若检流计的指针向“+”方向偏转时，应增加比较臂的数值，若检流计的指针向“-”方向偏转时，应减小比较臂的数值，然后在先按电源按钮B，接通电源；后按检流计按钮G，接通检流计，观察检流计指针的偏转方向并记住，然后，后松检流计按钮 G，短开检流计；再松电源按钮B，断开电源。再按上述步骤操作，直到检流计的指针指零为止。此步需要多次重复

电阻电容电感测量仪

电阻、电容、电感测试仪一、题目要求1、测量范围：电阻100Ω-1MΩ；电容 100pF-100000pF；电感100μH-10mH。

2、测量精度：5%。

3、制作1602液晶显示器，显示测量数值，并用发光二级管分别指示所测元件的类别。

二、方案选择２．１电阻测量方案利用串联分压原理的方案根据串联电路的分压原理可知，串联电路上电压与电阻成正比关系。

测量待测电阻Rx和已知电阻R0上的电压，记为Ux和U0.Rx UxU0R0ＡＤ采集一个电阻上的电压，然后根据比例求电阻值２．２电容测量方案利用555构成单稳态原理的方案根据555定时器构成单稳态，产生脉冲波形，通过单片机读取高低电平得出频率，通过公式换算得到电容值。

由 f 1ln2*(R12R2)*Cx13ln2*f*R1 若R1=R2,得 Cx２．３电感测量方案利用电容三点式正弦波震荡原理的方案由 f=2π1C1*C2C1+C2*Lx得Lx=(2πf)21C1*C2C1+C2２.４电源制作模块本系统采用双电源供电，故应设计正、负两路直流稳压电源。

三、程序设计方案四、仿真效果图五、实验数据记录电阻、电容、电感测量数据记录表附录单片机程序//简易电阻、电容、电感测量仪程序//初始化#include <reg52.h> #include <math.h> #include<intrins.h>#define uint unsigned int #define uchar unsigned char #define ulong unsigned long #definePI 3.1415926uchar code table1[8]="Welcome!";uchar table2[16]="f(Hz)=";uchar table3[16]="R(Ohm)=";uchar table4[16]="C(pF)=";uchar table5[16]="L(uH)=";uchar num,a=0,th0,tl0;ulong C,L,adval;ulong f,R;sbit lcden=P2^4; //液晶使能端sbit lcdrs=P2^5; //液晶数据命令选择端sbit rd=P2^6;sbit wr=P2^7;sbit key_R=P1^5; //测量电阻按键sbit key_C=P1^6; //测量电容按键sbit key_L=P1^7; //测量电感按键sbit R_out=P1^2; //测量电阻信号输入sbit C_out=P1^3; //测量电容信号输入sbit L_out=P1^4; //测量电感信号输入//声明子函数void delayms(uint xms); //延时函数void write_com(uchar com); //液晶写命令函数void write_data(uchar date); //液晶写数据函数void led_init(); //液晶初始化函数void t_init(); //定时器0初始化函数void keyscan(); //键盘检测函数(确定被测元件为电阻、电容或电感)void display_f(ulong f); //频率显示函数void display_R(ulong R); //电阻显示函数void display_C(ulong C); //电容显示函数void display_L(ulong L); //电感显示函数void ADC();//主函数void main(){led_init();t_init();keyscan();write_com(0x01);while(1){switch(a){case 1:R=(33000*adval/(253-adval));display_R(R);break;case 2:display_f(f);C=((ulong)(3123330.0/f)); display_C(C);break; case3:display_f(f);L=(ulong)(1000000000000.0/0.1/PI/PI/f/f+0.5);display_L(L);break; }}}//AD启动void ADC() //启动AD转换{wr=1;_nop_();wr=0;_nop_();wr=1;delayms(5);P3=0xff;rd=1;_nop_();rd=0;_nop_();adval=P3;}//中断函数void T0_count() interrupt 1 {switch(a){case 1:ADC();break;case 2:while(C_out);while(!C_out);TH0=0;TL0=0;while(C_out);while(!C_out);th0=TH0;tl0=TL0;TR0=0;break;case 3:while(L_out);while(!L_out);TH0=0;TL0=0;while(L_out);while(!L_out);th0=TH0;tl0=TL0;TR0=0;break;}f=1000000.0/1.400069/(th0*256+tl0)+0.5; }//延时函数void delayms(uint xms){uint i,j;for(i=xms;i>0;i--)for(j=110;j>0;j--);}//液晶写命令函数void write_com(uchar com){lcdrs=0;P0=com;delayms(5);lcden=1;delayms(5);lcden=0;}//液晶写数据函数void write_data(uchar date){lcdrs=1;P0=date;delayms(5);lcden=1; delayms(5); lcden=0; } //液晶初始化函数 void led_init() { lcden=0;write_com(0x38); //设置16×2显示，5×7点阵，8位数据接口 write_com(0x0c); //设置开显示，不显示光标 write_com(0x06); //写一个字符后地址指针加1write_com(0x01); //显示清0，数据指针清0 write_com(0x80); //显示欢迎界面for(num=0;num<8;num++) { write_data(table1[num]); delayms(5); } } //定时器0初始化函数 void t_init() { TMOD=0x01; //设置定时器0工作方式1(M1M0=0x0001) TH0=0; //装初值 TL0=0;EA=1; //开总中断 ET0=1; //开定时器0中断 TR0=1; //启动定时器0 }//键盘检测函数(确定被测元件为电阻、电容或电感) void keyscan(){if(key_R==0){delayms(10);if(key_R==0)a=1;}elseif(key_C==0){delayms(10);if(key_C==0)a=2;}elseif(key_L==0){delayms(10);if(key_L==0)a=3;}elsewhile(key_R&&key_C&&key_L); }//频率显示函数void display_f(ulong f){uchar count=0;ulong f0;f0=f;while(f){count++;}for(num=5+count;num>5;num--) {table2[num]=f0%10+48;f0=f0/10;}write_com(0x80);for(num=0;num<6+count;num++) { write_data(table2[num]);delayms(5);}}//电阻显示函数 //按键按下时退出死循环void display_R(ulong R) {uchar count=0;ulong R0;R0=R;while(R){R=R/10;count++;}for(num=6+count;num>6;num--) {table3[num]=R0%10+48; R0=R0/10;}write_com(0x80+0x40);for(num=0;num<7+count;num++) { write_data(table3[num]); delayms(5);}}//电容显示函数void display_C(ulong C) {uchar count=0;ulong C0;C0=C;{C=C/10;count++;}for(num=5+count;num>5;num--) { table4[num]=C0%10+48; C0=C0/10; }write_com(0x80+0x40);for(num=0;num<6+count;num++) { write_data(table4[num]); delayms(5); }}//电感显示函数void display_L(ulong L) {uchar count=0;ulong L0;L0=L;while(L){L=L/10;count++;}for(num=5+count;num>5;num--) { table5[num]=L0%10+48; L0=L0/10; }write_com(0x80+0x40);for(num=0;num<6+count;num++) { write_data(table5[num]); delayms(5); }}。

简易电阻、电容和电感测试仪报告

简易电阻、电容和电感测试仪1.1 基本设计要求（1）测量范围：电阻100Ω～1MΩ；电容100pF～10000pF；电感100μH～10mH。

（2）测量精度：±5% 。

（3）制作4位数码管显示器，显示测量数值。

示意框图1.2 设计要求发挥部分（1）扩大测量范围；（2）提高测量精度；（3）测量量程自动转化。

摘要：本系统是依赖单片机MSP430建立的的，本系统利用555多谐振荡电路将电阻，电容参数转化为频率，而电感则是根据电容三点式振荡转化为频率，这样就能够把模拟量近似的转换为数字量，而频率f是单片机很容易处理的数字量，一方面测量精度高，另一方面便于使仪表实现自动化，而且单片机构成的应用系统有较大的可靠性。

系统扩展、系统配置灵活。

容易构成何种规模的应用系统，且应用系统较高的软、硬件利用系数。

单片机具有可编程性，硬件的功能描述可完全在软件上实现，而且设计时间短，成本低，可靠性高。

综上所述，利用振荡电路与单片机结合实现电阻、电容、电感测试仪更为简便可行，节约成本。

所以，本次设计选定以单片机为核心来进行。

关键词：430单片机，555多谐振荡电路，，电容三点式振荡一、系统方案电阻测量方案：555RC多谐振荡。

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，再交由单片机处理。

综合比较，本设计采用方案三，采用低廉的NE555构建RC多谐振荡电路，电路简单可行，单片机易控制。

电容测量方案：555RC多谐振荡同样利用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，能够较好满足题目的要求。

采用低廉的NE555构建RC多谐振荡电路，电路简单可行，单片机易控制。

电感测量方案：电容三点式采用LC配合三极管组成三点式震荡振荡电路，通过测输出频率大小的方法来实现对电感值测量。

简易电阻、电容和电感测试仪设计_毕业设计论文

3.2 LM337
与LM317正好相反，LM337可输出连续可调的负电压，可调电压范围1.2V—37V，最大输出电流为1.5A，内部含有过流、过热保护电路，具有安全可靠、应用方便、性能优良等特点。
引脚图：
典型电路：：
V
3.3 NE555
555集成电路开始是作定时器应用的，所以叫做555定时器或555时基电路。但后来经过开发，它除了作定时延时控制外，还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。此外，还可以组成脉冲震荡、单稳、双稳和脉冲调制电路，用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等。它由于工作可靠、使用方便、价格低廉，目前被用于各种电子产品中，555集成电路内部有几十个元器件，有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等，电路比较复杂，是模拟电路和数字电路的混合体。
2.3
方案一：利用交流电桥平衡原理的方案（原理图同图2-2）
方案二：利用电容三点式正弦波震荡原理的方案
图2-5电容三点式正弦波震荡电路图
由
得
上述两种方案从对测量精度要求而言，方案二需要测量的电感值多，而且测量调节麻烦、电感不易测得准确值，不易操作与数字化，相比较而言，方案二还是比较符合要求的，由于是通过单片机读取转化，精确度会明显的提高。故本设计选择了方案二。
本次设计的思想是基于以上原因提出来的。该系统以STC89C52单片机为控制核心，搭配必要的外围电路对电阻、电容和电感参数进行测量。系统的基本原理是将电阻阻值、电容容值、电感感值的变化均转换成方波脉冲频率的变化，利用计数器测频后通过单片机做运算，最后计算出待测元件的各个参数并显示在1602液晶屏幕上。系统使用按键选择被测元件类型，使用1602液晶屏作为显示部分。测量时，只需将待测元件引脚放在测试仪的输入端，用按键操作需要测量的参数，便可以很快测出被测元器件的参数，简便易用。实验测试结果表明，本系统性能稳定，测量精度高。

电阻电感电容测量仪高精度

电赛设计报告题目：电阻、电容、电感测量仪指导教师：军波年级：2010学院：生物医学工程专业：生物医学工程学生：2012 年 4 月9 日简易电阻、电容和电感测试仪一、任务设计并制作一台数字显示的电阻、电容和电感参数测试仪。

二、要求1．基本要求（1）测量围：电阻100Ω～1MΩ；电容100pF～10000pF；电感100μH～10mH。

（2）测量精度：±5%（三年级），±10（二年级）。

（3）具有四位数字显示功能。

2．发挥部分（1）扩大电阻、电容或电感的其中任何一种的测量围：测量上限或者下限扩展10倍（二年级）。

扩大电阻、电容或电感的每一种的测量围：测量上限或者下限扩展10倍（三年级）。

（2）提高测量精度，电阻、电容或者电感其中一种的测量精度提高到1%（三年级），5%（二年级）。

（3）测量量程自动转换。

三、评分意见一、系统方案论证1 平衡电桥法测量原理桥电路由未知阻抗z ，已知标准电阻S R 和具有总电阻P R 的电阻性电位计组成，电桥各元素分别是Z 、s R 、()P R x -1、P xR 。

其中x 代表电位计变换的位置。

电桥由正弦交流电源0u 供电，频率为d U ο0ω为桥路输出电压。

当改变电位计x 的位置时，就可得到半平衡电桥。

真正的半平衡状态是d U ο与一个特定的桥路电压相差900。

可用相敏检测仪检测出来。

这种方案的优点是测量的精度很高，同时可以测量电容和电阻的大小，但其电路电路复杂,调节起来麻烦，实现起来较为困难。

2.伏安法：最经典的方法，它的测量原理来源于阻抗的定义。

即若已知流经被测阻抗的电流相量并测得被测阻抗两端的电压，则通过比率便可得到被测阻抗的相量。

显然，要实现这种方法，仪器必须能进行相量测量及除法运算.，而且需要精确的信号发生电路，整个电路的复杂程度就大大的提高了，软件的设计和芯片的获得也是问题，所以放弃了此方案。

2．谐振法谐振法：利用RC 和LC 震荡的原理，把L 和C 的数值转换成单片机容易测量的数字频率信号，再利用频率和R 和C 或L 和C 的关系，利用单片机算出C 和L 的数值。

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题目四简易电阻、电容和电感测试仪
一、任务
设计并制作一台数字显示的电阻、电容和电感参数测试仪，示意框图如下：
二、要求
1．基本要求
（1）测量范围：电阻100Ω～1MΩ；电容100pF～10000pF；电感100μH～10mH。