数字式RLC测量仪的设计毕业设计
简易RLC测量仪的设计和实现 开题报告
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设计（论文）题目
简易RLC测量仪的设计和实现
本课题国内外研究动态及意义：
一、课题研究动态
早在1997年，中国航空工业总公司就研究出一种测量电阻、电容、电感的方法——等电位隔离方法，用于对在线的电阻、电容、电感元件实行等电位隔离。
目前国内外的RLC测试仪，硬件电路往往比较复杂，体积比较庞大，不便携带，而且价格比较昂贵。例如使用传统的阻抗法、Q表、电桥平衡法等方法测试RLC的过程中不够智能而且仪器体积笨重、价格昂贵，同时对外界的要求很高，测试操作过程中需要调很多参数，对初学者来说很不方便。当今社会，虽然对RLC的测试已经很成熟了，但是在操作方面，特别是智能化方面有待提高。充分利用现代单片机技术，研制出一种价格便宜和操作简单、自动转换量程、体积更小、功能强大、便于携带、人机界面友好的智能RLC测试仪，具有十分重要的意义。
拟解决的主要问题：
1.振荡电路的起振、干扰和波形处理的问题
2.BJT的选择问题。BJT的放大倍数不够则电路起振较难，不利于测试，具体BJT的选择需要靠实际测试确定。
3.振荡频率和晶振频率的选择问题。要考虑到振荡频率不能超过单片机的计数最高频率。
毕业设计(论文)研究方法、步骤及措施：
研究方法：
查找相关资料，设计满足要求的电路，选择合适的电子元器件完成硬件制作；结合硬件设计用C语言编程，编程过程中可查阅相关资料，文献等，可进行多次调整，直到设计达到最佳状态。
[8]王恩贵.采用单片机的便携式LRC参数测试仪.国外电子测量技术.2008年第10期.
[9]李华等．MCS-51单片机实用接口技术[M]．北京航空航天大学出版社．
毕业设计（论文）-基于单片机的RLC检测仪
基于单片机的RLC检测仪摘要在应用中，我们常常要用到电阻、电感、电容等最基本的元器件，而对它们的测量就成为了我们经常要做的一件事。
因此，设计一个安全、便捷的RLC检测仪就很有必要了。
硬件方面，以51单片机为核心。
测量电阻和电容，以555芯片为核心，与少量的电阻、电容相连组成振荡电路，再根据电容的充放电过程，使测量电路输出高低电平矩形波。
测量电感，是以mc1648压控振荡器为核心，外接电感、电位器、变容二极管等，组成LC振荡电路，调节变容二极管，使电路发生谐振，输出矩形波。
这样，就把所得的波形送给单片机，通过51单片机的定时/计数功能计算矩形波的频率，再通过公式来算出电阻、电感、电容的参数值，并送显示器显示。
软件方面，通过Keil，用C语言来编程，利用软硬件的结合，制作出一个快速的、方便的、符合实际应用的RLC测量仪。
关键词：51单片机，555电路，1602LCD显示, mc1648压控振荡器ABSTRACTIn applications,we often use the resistance,the capacitance and the inductance etc.The measurement of these components is a thing that we often do.So,it is necessary to design a safe and convenient detector of RLC.In the aspect of hardware,I painting the circuit diagram by Proteus.With 51 SCM as the core and through the oscillating circuit of RC by the 555 timing,we can make themeasurement circuit output a high level rectangle wave by using the process of charging and discharging. With the mc1648 vco as the core,we can form the LC oscillating circuit by the external inductor,potentiometer and transfiguration diode in the measurement of inductance.We can make the circuit produce resonance by adjusting the transfiguration diode.And it can output a high level rectangle. We can calculate the frequency of the rectangle wave through the timing and counting functions of 51 SCM.So we can calculate the parameters of impedance through the formula and show it out through the display.In the aspect of software,I programming by using C language in Keil.With the combination of hardware and software,I will make a quick and actual detector.KEY WORDS: 51 SCM 555 Circuit 1602LCD displays Mc1648 VCO目录1、绪论 (5)1.1本课题的背景、意义及目的 (5)1.2简述本课题在国内外的发展概况及存在的问题 (5)1.3本课题主要研究方法、需要重点研究的问题及解决思路 (6)2、总体方案设计的说明 (7)2.1总体方案的选择 (7)2.2总体方案的分析 (8)3、硬件设计 (9)3.1单片机控制部分 (9)3.2显示部分 (13)3.3测量部分 (16)3.3.1 555定时器 (16)3.3.2 mc1648压控振荡器 (19)3.3.3测电阻的电路 (20)3.3.4测量电容的电路 (21)3.3.5测量电感的电路 (22)4、软件设计 (25)4.1液晶显示部分 (26)4.2定时/计数部分 (28)5、调试与仿真 (29)6、结论 (37)致谢 (38)参考文献 (39)附录 (40)附录一源程序 (40)1、绪论1.1本课题的背景、意义及目的测量是通过实验的方法获得定量信息的过程。
基于单片机的智能rlc测试仪的设计【毕业设计论文】[管理资料]
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基于单片机智能RLC测试仪的设计毕业设计摘要本文主要论述了基于凌阳SPCE061A单片机的智能RLC测试仪的设计，利用单片机对R、L、C等参数进行测量，可以充分利用单片机的运算和控制功能，方便地实现测量，使测量精度得到提高。
同时用软件程序代替一些硬件测量电路，可在硬件结构不变的情况下，修改软件以增加新的功能。
能够很好的完成对RLC参数的测量，以满足现代测控系统的需要。
关键词：单片机；SPCE061A；RLC测试仪ABSTRACTIt is mainly discussed in this paper that the design of intellectual RLC parameter measurer based on Lingyang SPCE061A MCU. MCU use of R, L, C, and other parameters measured, can take full advantage of MCU processing and control functions, to facilitate the realization of measurements for improved measurement accuracy. Simultaneously uses the software procedure to replace some hardware metering circuits, may in the hardware architecture invariable situation, revi se software to increase the new very good completing to the RLC parameter survey, satisfy the modern observation and control system the need.Keywords: MCU；SPCE061A；RLC testing device目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)前言 (V)1 系统测试原理与总体方案设计 (1)RLC测试原理 (1)相位+有效值测量 (1)相位+有效值测量方案的软仿真 (2)RLC参数测量方法 (3)总体设计方案 (4)系统原理框图 (4)整个系统工作流程 (4)系统设计中的难点和关键技术 (5)2 RLC测试仪硬件部分实现 (6)-5V电源的设计 (6)标准正弦信号发生模块 (6)标准正弦信号的原理 (6)AD9850芯片简介 (8)AD9850硬件电路图及单片机程序 (9)3 I-V变换模块 (11)I-V变换方案设计 (11)I-V变换的硬件电路 (11)4 同时采样模块 (12)同时采样模块方案设计 (12)A/D芯片的选择 (12)ADS7861芯片介绍 (13)ADS7861转换时序的逻辑控制 (13)5 单片机系统设计 (16)SPCE061A单片机概述 (16)单片机的电源设计 (16)SPCE061A最小系统 (17)6 RLC测试仪应用软件设计 (18)数据采集模块程序流程图 (18)中断程序流程图 (19)主程序流程图 (19)结论 (21)参考文献 (22)致谢 (23)附录 (24)前言随着微电子技术、计算机技术、软件技术的高度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出现，在许多方面已经冲破了传统仪器的概念，电子测量仪器的功能和作用发生了质的变化。
毕业设计(论文)-基于89S52单片机的RLC测量仪设计
学校代码11059学号：0605061011本科毕业论文BACH ELOR DISSERTATION论文题目：简易 R、 L、C测量仪学位类别：工学学士学科专业：作者姓名：导师姓名：完成时间：简易 R、L、C测量仪中文摘要在本设计里，采用单片机89S52做为设计的控制核心，89S52单片机是一款八位单片机，它的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。
由于单片机在频率计数时，计数的误差值非常的小，所以在本设计中，单片机的最主要的一个作用就是完成频率的计数。
通过搭建外围的电路，把所要求的电阻、电容、电感参数转换成频率信号f，转换的原理分别是利用RC振荡电路和LC电容三点式振荡电路。
用89S52单片机计数得出被测频率，通过一定软件编程，把该频率计算出各个参数值，将数据处理后，送显示部分显示，如果测量值不在频率范围内，通过软件控制端口，通过继电器形成量程转换。
通过该电阻、电容、电感测量仪器的设计，本人基本了解和掌握了怎样运用单片机硬件和软件技术来完成一些小设计。
对于本人来说，这是一次极为宝贵的经验。
关键词：RC振荡电路；LC电容三点式；89S52单片机；测量R、L、C measure instrumentAbstractIn this design，use of SCM 89S52 as the core design of control. SCM 89S52 is a 8 bit single chip computer. Its easily using and multi-function suffer large users . As SCM in frequency count, the count of error is very little .So in this design, SCM is the most important a role the frequency of complete count. Through the external structures of the circuit ,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，Through the software programming, to calculate the frequency of various parameters, data processing, sent to show that some, if not measured frequency range, by software control port, through the formation of the relay range conversion.I know and grasp how to use 89S52 single chip computer technology to develop the R、L、C measure instrument through this practice. It's an extremely valuable experience to me.KEY WORD: RC surging circuit；LC surging circuit；89S52 single chip computer；measure instrument目录第一章系统的设计 (1)1.1设计背景 (1)1.2设计要求 (1)1.2.1 设计任务 (1)1.2.2 技术要求 (2)1.3方案比较 (2)1.4方案论证 (4)1.4.1 总体思路 (4)1.4.2 设计方案 (5)1.5各模块方案论证 (5)1.5.1电阻、电容振荡模块 (5)1.5.2电感振荡模块 (5)1.5.3显示模块 (5)1.5.4开关 (6)1.5.5中央控制器模块 (6)1.5.6系统各模块最终方案 (6)第二章主要电路设计与说明 (7)2.1555芯片简介 (7)2.1.1芯片各引脚的功能 (7)2.1.2 芯片的等效功能方框图及工作原理 (7)2.274LS161芯片的简介 (9)2.3AT89S52单片机硬件结构 (9)2.4继电器的工作原理 (11)2.4.1继电器的定义 (11)2.4.2电磁继电器的工作原理和特性 (11)2.4.3继电器的工作环境 (11)2.5LCD的引脚功能 (12)2.6测R X的RC振荡电路 (12)第三章设计电路 (15)3.1测量电阻的电路模块 (15)3.2测电容的RC振荡电路 (16)3.3测电感的电容三点式振荡电路 (17)第四章软件设计 (20)第五章系统测试 (22)5.1测试仪器 (22)5.2指标测试及误差分析 (23)5.2.1 电阻的测量 (23)5.2.2 电容的测量 (23)5.2.3 电感的测量 (24)第六章总结 (24)参考文献 (25)致谢 (26)附录 (27)附录1元器件清单 (27)附录2电路原理框图 (29)附录3电路实物图 (30)附录4程序 (31)第一章系统的设计1.1设计背景在历届全国电子大赛和省内电子大赛中几乎每次都有仪表类系统设计方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究。
单片机RLC测量仪参考论文
毕业论文论文题目简易RLC测量仪的设计和实现系别信息与电子信息工程专业电子科学与技术班级学号 1学生姓名指导教师（签名）完成时间年摘要在现代生产应用中，经常需要测定电阻、电容、电感的大小。
因此，设计一款可靠、便捷、人机界面友好的电阻、电容、电感测试仪具有十分重要的意义。
本系统是以单片机为核心而设计的电阻、电容、电感测试仪，即用对应的振荡电路将电阻、电容、电感转化为频率来实现各个参数的测量。
其中，测量电阻值和电容值的方法是将元器件接入555多谐振荡电路，产生相应的震荡脉冲，而同样的测量电感值是根据电容三点式产生相应的脉冲，随后将振荡脉冲送入单片机的计数端，通过定时并且计数可以计算出相应的频率，再通过该频率计算出被测参数。
本系统使用C语言编写程序软件，包括主程序模块、显示模块、电阻测试模块、电容测试模块和电感测试模块和测量类型选择模块。
主要用到的芯片有STC89C52,NE555，CD4052，其中STC89C52为主芯片，运用其计数和可编程计算的功能接收来自测试模块的脉冲并完成频率转换和计算，再将结果输出至显示模块；NE555芯片用于三个测试模块，即脉冲产生源；CD4052芯片则是用于测量类型的选择，即在电阻、电容、电感测试模块中选择。
电路中使用LM7805稳压管稳定电路电源。
经过测试，本系统总体上达到了对电阻、电容、电感的测试的基本要求，其所测参数也基本满足设计要求，具有较好的使用价值。
关键词：单片机；555多谐振荡电路；显示模块；电容三点式振荡Design of the RLC meterAbstractIn the modern application of procreative, the numerical value of the resistor, capacitor,and inductor are often needed to measure. Therefore, it is of great significance to design a reliable, convenient and friendly man-machine interface of resistor, capacitor, inductor tester .This system, tester of resistor, capacitor, inductor ,is based on single chip microcomputer. the corresponding oscillation circuit would convert the value of resistor, capacitor, inductor into frequency to realize each parameter measurement. Among that, the measuring method of resistance and capacitance value is accessing the component to 555 harmonic oscillation circuit then produce the corresponding shock pulse. In the same way, the pulse of measuring the inductance value is coming from oscillator circuit of three-point capacitance. The oscillation pulse is sended into single chip microcomputer count point and the corresponding frequency can be calculated through timing and counting the oscillation pulse. Finally,the value of RLC can be gained by calculating frequency.This system uses C language to write programs. All modules can be divided into main program module, display module, resistance testing modules, capacitors and inductors test module, and measurement type selection module. STC89C52 as the main chip in this system while NE555, CD4052 as the auxiliary chip. STC89C52 can realize counting and programming calculation function so it can receive pulse which is from testing modules and complete the frequency conversion and calculation. testing modules is made up of 555 multivibrator circuit,it also namely pulse source. CD4052 is used for choosing Measuring type,namely choose to test resistance, capacitors or inductors. stabilivolt circuit is make up of LM7805.After testing, the system overall met with the basic requirement of testing resistance, capacitance and inductance. The value it gained is also basically meet the design requirements.So it is great valuable.Keywords:single-chip microcomputer 555harmonic oscillation circuit module display module oscillator circuit of three-point capacitance目录第一章引言 (1)1.1 背景及意义 (1)1.2 国内外发展状况 (1)第二章系统的总体设计 (3)2.1 设计原理 (3)2.2 方案的比较 (3)第三章单元模块电路的设计 (7)3.1 系统框图 (7)3.2 控制模块 (8)3.3 电阻测量模块 (9)3.4 电容测量模块 (12)3.5 电感测量模块 (13)3.6 多路选择开关 (13)3.7 LCD12864液晶显示模块 (15)第四章软件设计 (17)4.1 主程序结构 (17)4.2子程序 (19)第五章系统的调试及误差分析 (22)5.1 测量结果 (22)5.2 结果分析 (22)第六章结束语 (23)6.1 设计总结 (23)6.2 结束语 (24)参考文献 (25)附录 (26)致谢 (26)第一章引言1.1 背景及意义随着电子行业的飞速发展，电子元器件的应用也越来越广泛。
RLC测试仪设计
RLC测试仪设计双击自动滚屏发布者：ebnar 发布时间：2012-2-7 阅读：865 次【字体：大中小】QQ 651552016 专做电子类毕业设计，机电一体化毕业设计。
熟悉51、ARM、电路设计、电路仿真等，欢迎咨询!绪论电子产品中,电阻(Ｒ)、电容(Ｃ)和电感(Ｌ)是最基本的元器件,也是使用最多的元器件。
在充满激烈竞争的电子行业中,要求电子产品必须具有越来越高的性能、质量及性价比,从而对所使用的元器件提出了更高、更严格的要求。
元器件在不同的信号频率、不同的信号电平下,其性能和技术指标会发生变化。
尤其在高频段,元器件参数以及元器件所表现出的特性变化更大。
此外,元器件虽然能满足出厂时的技术指标,但装入实际电路中会表现出不同的特性。
因此,了解元器件在实际工作条件下的性能特性,有助于设计出高质量的电路,提高产品的性能和可靠性。
总之,RLC测试仪在产品设计、研发、生产和维护的过程中必不可少。
1 方案选择RLC参数的测量方法主要有电桥法、谐振法和伏安法。
1.1电桥法电桥法是能同时测量电器元件R、L、C最典型的方法，如图1.1所示。
电阻R可用直流电桥测量，电感L、电容C可用交流电桥测量。
电桥平衡的条件为SHAPE \* MERGEFORMAT图1.1 RLC测量电桥通过调节阻抗Z1、Z2使电桥平衡，这时电表读数为零。
根据平衡条件及一些已知的电路参数就可以求出被测参数。
用这种测量方法，参数的值还要通过联立方程求解，调节电阻值一般只能手动，电桥平衡的判别亦难以用简单的电路实现。
这样，电桥法不易实现自动测量。
1.2谐振法谐振法可以用来测量L、C值，如图1.2所示。
它可以在工作频率上进行测量，使测量的条件更接近使用情况。
但是，这种测量方法要求的频率连续可调，直至谐振。
因此它对震荡器要求较高，另外，和电桥法一样，调节和平衡判断很难实现智能化。
图1.2 谐振法测量L、C原理图1.3伏安法伏安法是测量电阻的最基本方法，如图1.3所示。
2010年TI杯四川大学生电子设计竞赛__简易RLC测量仪论文[1]
的投影：
在虚轴方向上的投影：
仿真波形：
双π/4 脉冲积分鉴相可推导出测量电压在实轴方向上的投影：
在虚轴方向上的投影：
仿真波形：
由推导公式及仿真波形可见， 用双π/4 脉冲积分鉴相的波形幅度较大 （2 2 倍） ，所以本设计采用这种方法。
2、理论分析与计算
自由轴法测量原理 图 2-1 中，R0 为信号源内阻，Rs 是标准电阻，Zx 为被测阻抗，A 为高输入 阻抗、高增益放大器，主要完成电流一电压变换功能。测量时，开关 S 通过程控
Zx UX U jU 2 ZS 1 Zs US U 3 jU 4
(1.1)
其中 U x 的大小反映了流经被测阻抗 Z x 上电流相量 I O 的大小。 上述测量实际上是先分别测出各个电压相量的两个分量， 然后再通过一系列运算 得到被测值 Z x 的数值。
图 1-1 伏安法测量原理 为了实现快速简单的测量我们选择伏安法方案。 而伏安法有固定轴法和自由 轴法两种实现方案，其区别在于图 2-1 中相敏检波器相位参考基准选取的不同。 实际相敏检波器的相位参考基准代表着坐标轴方向， 相敏检波器的输出就是待测 电压在坐标轴方向上的投影。 固定轴法要求相敏检波器的相位参考基准严格地与式(1．1)分母位置上的相 量一致，这样分母只有实部分量，使相量除法简化为两个标量除法运算。利用双 积分式 A/D 转换器的比例除法特性即可实现这一目的。这种方法的弱点在于：为 了固定坐标轴， 确保参考信号与信号之间的精确相位关系，硬件电路要付出相当 大的代价。自由轴法中相敏检波器的相位参考基准可以任意选择，即 x，y 坐标 轴可以任意选择，只要求保持两个坐标轴准确正交(相差 90 )，从而使硬件电路 简化，准确度也得以提高。 自由轴法中相敏检波有乘法型 D/A 鉴相和开关鉴相两种方案，由于鉴相前 端的直流容易产生漂移， 在乘法器中直流也会产生漂移，造成噪声的处理和滤波 都很麻烦，所以没有选择乘法鉴相。开关鉴相可采用单π/4 脉冲积分鉴相和双 π/4 脉冲积分鉴相，利用单π/4 脉冲积分鉴相可推导出测量电压在实轴方向上
简易RLC测量仪
论文题目：简易数字式电阻、电容、电感测量仪1 绪 论1.1元器件参数测量仪在现代化生产、学习、实验当中，往往需要对某个元器件的具体参数进行测量，在这之中万用表以其简单易用，功耗低等优点被大多数人所选择使用。
然而万用表有一定的局限性，比如：不能够测量电感，而且容量稍大的电容也显得无能为力。
所以制作一个简单易用的电抗元器件测量仪是很有必要的。
现在国内外有很多仪器设备公司都致力于低功耗手持式电抗元器件测量仪的研究与制作，而且精度越来越高，低功耗越来越低，体积小越来越小一直是他们不断努力的方向。
该类仪器的基本工作原理是将电阻器阻值的变化量，电容器容值的变化量，电感器电感量的变化量通过一定的调理电路统统转换为电压的变化量或者频率的变化量等等，再通过高精度AD 采集或者频率检测计算等方法来得到确定的数字量的值，进而确定相应元器件的具体参数。
电阻的参数主要是电阻值，电容的参数包括:电容值、损耗系数，电感的参数包括:电感值、品质因素。
1.2元器件参数测量仪常用解决方案1.2.1 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。
通常相敏计有倍增式和同步式两种，其检出信号0V 取决于输入1v 和另一个参考电压2v ，设)sin(211ϕ+=wt V v wt V v sin 222=那么，在倍增型0V 可用式（1）表示，同步式0V 可用式（2）表示：ϕcos 210V V V = （1）πϕ/cos 2210V V = （2） 如果1v 、2v 相差900输出0V 为0，如果d v 是输入信号，桥式电路中另一个指定信号是参考信号，相敏计输出为0，这将意味着d v 和指定电压相位差900,表明是半平衡状态。
RLC测量仪毕业设计开题报告
毕业设计（论文）开题报告题目名称：基于微处理器的电容电感测试系统的设计学院名称：电子信息学院班级：测控082学号：200800454216学生姓名：齐少鹏指导教师：贺焕林日期：2012-2-22目录1课题研究意义和目的 (1)2 国内外该方向研究现状及分析 (1)3 系统总体方案论证 (1)3.1方案比较 (1)3.2方案论证 (2)4系统硬件设计 (2)4.1 系统电路方框图及说明 (2)4.2 RC测量电路 (3)4.3 电容三点式振荡电路 (4)4.4 各部分测试电路 (4)5 系统软件设计 (5)5.1 主程序流程图 (5)5.2 测量子程序流程图 (6)6实施计划 (7)7系统拟解决问题 (7)8主要参考文献 (7)1.课题研究意义和目的目前，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。
另外，随着测量技术的飞速发展以及人们对电参数的测量精度要求的提高，目前教学实验中普遍采用的数字式万用表已不能满足测量要求，因此设计可靠，安全，便捷，测量精度更高的电阻，电容，电感测试仪具有广泛的使用价值和应用前景。
在目前的生产制造业中,与传统的手动交流电桥相比,数字LRC阻抗测量仪因其测量性能稳定可靠,无需进行反复的、复杂的手动平衡,还可以减少测量误差和结果计算,故已被越来越多地被应用于交流阻抗参数的测量。
要保证LRC阻抗测量仪测量准确度,对其性能的考核就显得尤为重要。
2.国内外研究现状及分析当今电子测试领域，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。
国内外电阻、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。
1.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。
2.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。
简易R、L、C、F数显测量仪设计与制作
目录一、设计思路-------------------------------------------------------------------------------------11.设计思路和采取的技术方案----------------------------------------------------------11.1设计思路--------------------------------------------------------------------------11.2采取的技术方案----------------------------------------------------------------12.工具设备要求和技术规范-------------------------------------------------------------22.1工具设备要求--------------------------------------------------------------------22.2技术规范--------------------------------------------------------------------------2二、设计过程与说明----------------------------------------------------------------------------31.调研----------------------------------------------------------------------------------------32.设计要求----------------------------------------------------------------------------------33.设计方案----------------------------------------------------------------------------------33.1硬件电路设计与制作----------------------------------------------------------33.2系统主程序的设计-------------------------------------------------------------93.3系统组装与调试---------------------------------------------------------------104.在设计过程中遇到的问题及解决措施--------------------------------------------12三、设计成果简介-----------------------------------------------------------------------------131.作品特点--------------------------------------------------------------------------------131.1技术指标------------------------------------------------------------------------131.2性能特点-------------------------------------------------------------------------131.3创新之处------------------------------------------------------------------------131.4实用性---------------------------------------------------------------------------132.归纳与总结-----------------------------------------------------------------------------133.设计成果--------------------------------------------------------------------------------143.1单片机程序---------------------------------------------------------------------143.2电路原理图---------------------------------------------------------------------223.3作品实物图---------------------------------------------------------------------23五、参考文献-----------------------------------------------------------------------------------25一、设计思路1.设计思路和采取的技术方案1.1设计思路能够用所制作的简易R、L、C、F数显测量仪去完成电阻、电感、电容、频率的测量工作，并利用LCD1602显示出被测器件及测量器件的结果，每个测量器件都可以在独立界面显示。
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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 TesterRen 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。
1任务分析与方案确定任务分析本设计要求采用最新的技术设计并制作出快速、准确、自动测量系统并数字显示的RLC 测试仪。
指标要求：（1）测量范围：电阻：1Ω---10M Ω，误差1% （2）电感：10uH----10mH,误差1% （3）电容：100PF----10000PF,误差1% （4）用四位数码管显示各参数值。
（5）用发光二极管显示所测元件类型及单位。
从任务书中可以看出，此次设计要求首先要快速准确自动测量。
其次测量范围广、精度要高，所以要找出合理的方案进行论证。
目前，测量电阻、电容、电感的方法多种多样。
例如电阻可用串联分压法、直流电桥法、比例运算器法和积分运算器法。
电容可用电桥法、恒流法和比较法。
电感可用震荡电路、时间常数法和同步分离法等。
由于这些测量方法差别都比较大，能同时测量三种参数的方法却很少。
所以本次主要选择两种比较全面的方法进行论证，最后选择出比较合适的方法进行设计。
方案论证 方案一电桥法是根据比较原理所提出的一种测量电参数的方法，最简单的电桥如图所示，四个支路是电桥的四个臂[1]。
图 电桥原理假如上图4个参数固定，若满足3221Z Z Z Z ⨯=⨯则中间电表G 的读数为零。
利用这个原理，当等式两边四个量中的一个为未知量的时候，如果调节其余三个量的值能使等式成立，也就是让中间电表读数为零，那么就能计算出所求的未知量。
这也就是我们平常所说的“平衡电桥”的概念。
电桥有直流电桥和交流电桥之分，对于电阻我们采用直流电桥但是对于电感和电容这些电抗元件就必须使用交流电桥。
直流电桥就是其电源采用直流，是我们最常见的。
如一开始就接触到的惠斯通电桥。
原理就不再熬述。
电桥的平衡条件为： 3241R R R R ⨯=⨯ 则被测电组： 241R R R R x ⨯=交流电桥就是电源采用交流。
交流电桥的线路虽然和直流单臂电桥线路具有同样的结构形式，但因为它的四个臂是阻抗，所以它的平衡条件、线路的组成以及实现平衡的调整过程都比直流电桥复杂。
平衡条件为：12()()12n x j j n x Z Z e Z Z e ϕϕϕϕ⋅+⋅+⋅⋅=⋅⋅通过调节阻抗1Z 、2Z 使电桥平衡。
根据平衡条件以及一些已知的电路参数就可以求出被测参数。
用这种测量方法，参数的值还可以通过联立方程求解。
方案二很多仪表都是把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。
基于此思想，我们把电子元件的集中参数R 、L 、C 转换成频率信号f,然后测量频率就能算出所求参数。
本方案从555出发，电阻电容采用RC 积分电路和555构成多谐振荡器，电感部分采用电感的充放电原理也同样利用555最后产生方波信号。
这样就把模拟的电参数转化成了单片机可以识别的频率信号，再用单片机测量频率。
然后再进行分析和计算，就可以得出被测量。
系统构成框图如下：图 方案二系统框图该系统以51单片机为核心，可分为五个模块：控制模块、测量模块、选通模块、显示模块[2]。
（1）控制模块：采用89C52，扫描键盘值，制选择测量类型和量程切换。
（2）测量模块：又分为三个小模块，分别是电阻测量模块，电容测量模块和电感测量模块。
电阻测量模块和电容测量模块以RC振荡电路和555组成，电感测量模块由电感充放电和555构成。
该整体模块的功能是将电参数转换成频率。
（3）通道选择模块：采用CD4052芯片，其实质是一个多路选择器。
选择送入单片机的频率信号。
（4）显示模块：采用6个七段数码管显示优点是操作容易价格低廉。
（5）按键控制模块:其实就是三个键盘,选择当前将测试那一个。
方案确定方案1采用电桥法虽然精度高，但是调节电桥平衡一般只能手动，电桥的平衡判别亦难用简单电路实现。
而且电路复杂，实现起来较为困难，不易实现自动测量。
方案2把模拟量转换成频率用单片机测量频率，一方面容易测量，另一方面便于使仪表实现自动化，测量精度也高，而且单片机构成的应用系统有较大的可靠性。
系统扩展性强、配置灵活。
且应用系统有较高的软、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。
所以，综合以上分析，本次设计采用方案2进行设计。
2系统硬件设计电阻测量部分原理分析555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成器件[3]，它性能优良，适用范围很广，外部加接少量的阻容元件可以很方便地组成单稳态触发器和多谐振荡器。
以及不需外接元件就可组成施密特触发器。
因此集成555定时被广泛应用于脉冲波形的产生与变换、测量与控制等方面,其内部结构如图所示。