1、简易电阻电容电感测量仪重庆三峡学院课程设计实训报告设计题目：简易电阻电容电感测量仪学院系）：应用技术学院 年级专业： 08电子信息项目，如图1所示。方案二：利用直流电桥平衡原理的方案 图2 平衡电桥图2所示的平衡电桥*C*In2得到公式： R2=1/2*1/ (f*c*Ln2-R1上述三种方案从对测量精度要求而言，方案一的测量精度极差，方案二需要测量的电阻值多，而且测量调节麻烦，不易操作与数字化，相比较而言，方案三还是比较符合要求的，因为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三。1.2.2 电容测量方案方案一：直接通过串联路原理。通过电容换算的容抗跟已知电阻分压，通过测量
2、电压值，再经过公式换算得到电容的值。原理同电阻测量的方案一。方案二：交流电桥平衡原理*C*In2得到公式： Cx=1/ c*Ln2 (R1+2*R2综合以上设计方案的优缺点，本设计采用方案三。1.2.3电感测量方案方案一 交流电桥测量原理同电容测量方案二）方案二 电容三点式构成正弦波原理 图5 电容三点式电容三点式的原理图如图5所示，根据电容三点式公式 从而可得电感的计算公式方案三 谐振法测量图6 谐振法测量用阻抗法测电阻、电容、电感有两种实现方法：用横流源供电，然后测元件电压，如图6所示；用横压供电，然后测元件电流。因为很难实现理想的恒流源和恒压源，所以它们适用的测量范围很窄。1.2.4 显
3、示方案方案一：采用点阵式液晶显示器LCD）显示。用如图7所示的液晶显示器作为系统的显示部分，具有硬件设计简单、编程容易、节省系统时间等诸多优点。图7 1602液晶显示器方案二：采用发光二极管LED）显示。LED显示器是由发光二极管组成的显示字段的器件。通常的八段LED显示器是由八个发光二极管组成包括小数点）。 因为led只能显示简单的数字与简单的特殊字符，基于本设计题目要求，需要显示的测量量多，而且测量的量程范围大，明显led无法方便明了的显示，所以本设计采用的是lcd1602液晶显示，1602具有低功耗节能的作用，而且能够更好的显示出我们所需要的测量显示。1.3 方案论证1.3.1 总体思路
4、本设计是基于单片机AT89C52智能处理，根据单片机的外接按键控制测量电路的选择，通过NE555定时器构成的多谐振荡器和电容反馈式三点式构成的振荡电路长生的一定频率的波。再通过单片机的I/O口对高低电平的捕获读出频率，再通过程序算法处理换算成电阻电容电感的值，然后再通过单片机送给1602液晶显示。RLC简易测量仪设计的关键问题是：如何完成RLC的测量。RLC简易测量仪设计的核心问题是：如何产生转化电路输出频率。1.3.2设计方案系统方框图如图8所示。图8 系统方框总图2. 单元电路设计简易电阻电容电感测量仪功能：测量并显示被测电阻电容电感的值。简易电阻电容电感测量仪所需器件：ne555定时器，
5、8015，三极管，1602液晶显示，单片机AT89S52。 图9 测量原理框图2.1 电阻测量电路电阻的测量采用“脉冲计数法”，如图10所示由555电路构成的多谐振荡电路，通过计算振荡输出的频率来计算被测电阻的大小。 555接成多谐振荡器的形式，其振荡周期为：T=t1+t2=ln2）R1+Rx）*C1+ln2）Rx*C1得出：即：电路分为2档:1. 100Rx/(2* fx-330/24. 对应的频率范围为： 2.8Kfx 16K5. 1000Rx/(2* fx-(1e+4图10 电阻测量电路2.2电容测量电路电容的测量同样采用“脉冲计数法”，如图11所示由555电路构成的多谐振荡电路，通过计
6、算振荡输出的频率来计算被测电容的大小。555接成多谐振荡器的形式，其振荡周期为：T=t1+t2=ln2）R1+R2）*Cx+/ fx。 对应的频率范围为： 9.4Kfx / fx。对应的频率范围为： 480Hzfx / f02图12 电感测量电路2.4 液晶显示电路图13 液晶显示仿真电路3. 软件设计3.1 程序流程在本设计中，采取的是以AT89C52单片机为控制核心，在程序中，涉及到按键的选择，频率的计数，量程的切换，将频率转换成所要求的参数，以及将所计算出得参数，送到LCD显示等等。所以，软件的编写变得尤其主要。开始工作的时候，初始化系统，LCD显示“WELCOME”。图14 系统流程图
7、4.系统测试4.1 测试仪器与设备双通道示波器 ，数字示波器，万用表，单片机最小系统，函数信号发生器proteus仿真软件，keil单片机编程软件，multisim仿真软件。4.2 指标测试 首先按照电路图连接好电路，首先选择好测量电阻电路：1、调节滑动变阻器，测量不同阻值的电阻产生的多谐振荡脉冲波的频率。 将结果记录下表1中。表1电阻标值万用表读数R万）本仪表读数R仪）相对误差%4304294173.002.4K2.36K2.32K1.6947K47.3K46.8K1.05100K97.9K96K1.94220K217K213K1.841M0.993M0.965M2.81误差分析：相对误差计
8、算公式：1002、替换不同电容，测量不同电容产生的多谐振荡脉冲波的频率。将结果记录表2中。表2电容标值万用表读数R万）本仪表读数R仪）相对误差%33uF28.3uF28.8uF1.76100uF101.4uF99.0uF2.36680uF621uF585uF5.7930pF31pF29pF6.453、替换不同电感，测量不同电感产生的震荡波的频率。将结果记录表3中。表3电感标值本仪表读数1mH9.8mH4、利用函数信号发生器产生一定频率有效值为4V的正弦波输入单片机，按键测试液晶显示的数值，并记录表中。5、各分立电路级联测试，测量电阻电容电感时直接在液晶上分别显示设计装置得到的电阻电容电感的值。
9、5 结 论经过团队的几天的不懈努力，终于将电阻电容电感简易测量仪制作完成，本设计完成了设计要求基本部分的全部要求，发挥部分大部分要求。整个装置电路简单，测量可靠，稳定性好，使用继电器控制开关实现一定智能化，使用液晶显示，使显示更加明朗清晰，而且编写程序容易硬件电路也相对简单。6 心得体会通过本次实训，我对本专业4年所学知识进行了一个比较系统的复习和总结，收获了很多以前并没有在意的东西，体会到能做一个系统是多么的不容易，不是一天两天就能做出来的，是在一天一天的学习和尝试中做出来的。以前都是几个同学一组做一个比较简单的东西，但是收获的东西也是有限的，而本次综合实训全班同学做一个题目，感觉是简单了，
10、把一个任务交给二三十个人来做，每个人需要做的只是非常少的一点点任务，可刚好是这个原因导致班上大多数人有了依赖思想，在以后的工作中我应该避免这种事情的发生。对于大学毕业设计以前最后一次实训，我是非常珍惜和努力的，在找工作的剩余时间里，我抓紧一切时间来搞这个，终于算做完了。参考文献：1黄智伟，全国大学生电子设计竞赛系统设计M，北京：北京航空航天大学出版社，2006年.2全国大学生电子设计竞赛组委会.第一届1994年）第六届M，北京：北京理工大学出版社，2003年.4童诗白，华成英，模拟电子技术基础.高等教育出版社。2006.5第四版5阎石， 数字电子技术基础. 高等教育出版社2006.5 第五版附
11、录1仿真原理图附录2 PCB原理图附录3 PCB图附录4 部分程序清单#include#includedelay.h#includeR_measure.h#includeC_measure.h#includeL_measure.hsbit LEDR=P10。sbit LEDC=P11。sbit LEDL=P12。uchar timecount。void main( TMOD=0x15。 TH0=0。 TL0=0。 ET0=1。 ET1=1。 TR1=1。 TR0=1。 while(1 flag=0。 timecount=0。 T0count=TH0=TL0=0。 LEDR=LEDC=LEDL=
12、LEDRD=0。 if(KEYR=0 delay(5。 if(KEYR=0 LEDR=1。LEDC=LEDL=0。 R_measure(。 LEDR=0。 flag=0。 timecount=0。 T0count=TH0=TL0=0。 LEDR=LEDC=LEDL=LEDRD=0。 if(KEYC=0 delay(5。 if(KEYC=0 LEDC=1。LEDR=LEDL=0。 C_measure(。 LEDC=0。 flag=0。 timecount=0。 T0count=TH0=TL0=0。 LEDR=LEDC=LEDL=LEDRD=0。 if(KEYL=0 delay(5。 if(KEYL=0 LEDC=LEDR=0。LEDL=1。 L_measure(。 LEDL=0。 void time0( interrupt 1 /计数器1 T0count+。void time1( interrupt 3 /定时器2 TH1=(65536-50000/256。 TL1=(65536-50000%256。 timecount+。 if(timecount=20 TR0=0。 TR1=0。 timecount=0。 flag=1。
