简易LRC测试仪设计

1、简易电阻、电容和电感测试仪设计目录摘 要 3ABSTRAC.T 41、绪论 52、电路方案的比较与论证 52.1 电阻测量方案 52.2 电容测量方案 72.3 电感测量方案 83、核心元器件介绍 103.1 LM317勺介绍 103.2 LM337勺介绍 113.3 NE555的介绍 113.4 NE5532的介绍 133.5 STC89C52勺介绍 143.6 TLC549的介绍 163.7 ICL7660 的介绍 173.8 1602液晶勺介绍 184、单元电路设计 204.1 直流稳压电源电路勺设计 214.2 电源显示电路勺设计 214.3 电阻测量电路勺设计 224.4 电容测量电路勺设计 234.5 电感测量电路勺设计 244.6 电阻、电容、电感显示电路勺设计 255、程序设计 265.1 中断程序流程图 265.2 主程序流程图 276、仿真结果 276.1 电阻测量电路仿真 276.2 电容测量电路仿真 286.3 电感测量电路仿真 297、调试过程 307.1 电阻、电容和电感测量电路调试 307.2 液晶显示电路调试 308、实验数据记录 30心 得 体 会 3

2、2参 考 文 献 33附 件 34附件 1：电路图 34附件 2：元件清单 35附件 3：程序代码 36附件 4：实物图 46摘要近几年来，电子行业的发展速度相当快，电子行业的公司企业数目也不断增多。这个 现象带来的直接结果是电子行业方面的人才需求不断增多。所以，现在大多数高校都开设 与电子类相关的专业及课程，为社会培养大量的电子行业的人才。做过电路设计的工作人 员或者学生大多数使用万用表来测量一些元件参数或者电路中的电压电流。然而万用表有 一定的局限性，它只能测量有限种类的元器件的参数，对于电容和电感等一些电抗元件就 无能为力了。所以制作一种简便的电容电感测量仪显得尤为重要，方便电路设计人员或者 高校电子类专业的学生测量电路中需要用到的电容及电感的具体值。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

3、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。关键词：STC89C5单片机电阻测量电容测量 电感测量论文类型：应用型ABSTRACTIn recent years, the electronic industry have been developing with amazing speed, and companies based on electronics are increasing,which directly causes the growing need of electronic people. So now most universities have opened with the electronics and related professional courses for the students to nurture a large number of electronics industry p

4、rofessionals. Done circuit design staff or students should beused multimeter tomeasure the parameters of a number ofcomponents in the circuit voltage or current. Multimeter has some limitations, however, it can only measure the parameters of the limited types of components for capacitors and inductors and some reactance components on the powerless. So a simple RLCmeter basis is particularly important to facilitate the circuit design staff or university students to use in the specific capacitance

5、 and inductance values.The design idea is based on the above reasons put forward. The system uses STC89C52micro-controller for the control of the core, with the necessary external circuit resistance, capacitance and inductance parameters which were measured. The basic principle of the system is convert the value of resistor, capacitance or inductance into the frequency of square wave pulse ,and use the counter to do after the operation through the microcontroller, and finally calculate the devic

6、e under test and display various parameters in the 1602 LCD screen. Use buttons to set the type of parameter, and use 1602 LCD screen as the display part. When measured,simply put the component in the tester pin input, with the key operation parameters to be measured, and we can easily measure the parameters of the tested components, which is easy to use. Experimental results show that the system is stable and accurate.Key words :STC89C52 Micro-controller Measurement of ResistanceMeasurement of

7、Capacitance Measurement of InductanceType of thesis : Applied1、绪论在现代化生产、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。2、电路方案的比较与论证2.1电阻测量方案方案一：利用串联分压原理的方案图2-1串联分压电路图Rx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 和已知电阻Ro上的电压

8、，记为Ux和Uo.UxUoRo方案二：利用直流电桥平衡原理的方案图2-2直流电桥平衡电路图Gnd根据电路平衡原理，不断调节电位器R3,使得电表指针指向正中间，再测量电位器电阻值。R2 R3RxRi方案三：利用555构成单稳态的方案VCC_5VVCCR1 WhOIL3TDI 5TillCOKourLM555CMC2= = 1Q0nFC1 =Z100nF图2-3555定时器构成单稳态电路图根据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阻阻值。In 2*(R, 2Rx)*C得Rx-*(12 In 2* f * CRi)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，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三。2.2电容测量方案方案一：利用串联分压原理的方案(原理图同图2-1)通过电容换算的容抗跟已知电阻分压，通过测量电压值，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：利用交流电桥平衡原理的方案(

9、原理图同图2-2)乙？Z2?ej( 1 2) Z2 ?Zx?ej( 2 x)通过调节Z1、Z2使电桥平衡。这时电表的读数为零。通过读取Z1、Z2、Zn的值,即可得到被测电容的值。方案三：利用555构成单稳态原理的方案vcc5R110k)110kQ2Cx=1D0nF0vccR3T01?HLraiCUHC2zzlOOnFOUTU1LM555CM图2-4555定时器构成单稳态电路图根据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f1In 2*(Ri 2R2)*Cx若 Rl = R2,得 Cx13ln 2* f * 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 容值多，而且测量调节麻烦、电容不易测得准确值，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，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 选择了方案三。2.3电感测量方案方案一：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vcc5VLX470R1VA-100kQR52kQ100kQ2SC1S15*C5=5 0.1 pFR21kOC64F0.01 id3C2丰(MjjFQ22SC1S15

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