基于单片机的三电测试仪设计--2012毕业论文 - 图文

基于单片机的电阻、电容、电感测试仪_毕业论文

摘 要

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。

在系统硬件设计中，以MCS-51单片机为核心的电阻、电容、电感测试仪，将电阻，电容，电感，使用对应的振荡电路转化为频率实现各个参数的测量。其中电阻和电容是采用555多谐振荡电路产生的，而电感则是根据电容三点式产生的，将振荡频率送入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被测参数。

在系统的软件设计是以Keil51为仿真平台，使用C语言与汇编语言混合编程编写了系统应用软件；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。

最后，实际制作了一台样机，在实验室里进行了测试，结果表明该样机的功能和指标得到了设计要求。

关键词：单片机，555多谐振荡电路，LED动态显示模块，电容三点式振荡

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ABSTRACT

With the development of electronic industry，electronic components rapidly increased the scope of electronic components widely up gradually，in applications we often measured resistors，capacitors，inductors size. Therefore,the design of reliable，safe，convenient resistance，capacitance，inductance tester of great practical necessity.

In the system hardware design，take the MCS-51 monolithic integrated circuit as the core resistance，the electric capacity，the inductance reflectoscope reflector，the resistance，the electric capacity，the inductance，the use correspondence's oscillating circuit transforms for the frequency realizes each parameter survey.And the resistance and the electric capacity are use 555 multiresonant circuits to produce，but the inductance is produces according to the electric capacity bikini，the oscilation frequency will send AT89C52 the counting to be neat，through and fixed time counts may calculate by the frequency measurement rate，figures out again through this frequency meter is measured the parameter.

In system's software design is take Keil51 as the simulation platform，used the C language and the assembly language mix programming has compiled the system application software；including master routine module，display module，resistance test module，electric capacity test module and inductance test module.

Finally，the actual production of a prototype，tested in the laboratory results show that the prototype of the functions and indicators are the design requirements.

KEY WORDS: Single slice of machine，555 resonance swings circuit，LED dynamic display module，Capacitance three-point shock

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基于单片机的电阻、电容、电感测试仪_毕业论文

目 录

1 前言 ............................................................................................................................ 1 1.1 设计的背景及意义 ............................................................................................. 1 1.2 电阻、电容、电感测试仪的发展历史及研究现状 ......................................... 1 1.3 本设计所做的工作 ............................................................................................. 3 1.4 本论文的结构安排 ............................................................................................. 3 2 电阻、电容、电感测试仪的系统设计 .................................................................... 5 2.1 电阻、电容、电感测试仪设计方案比较 ....................................................... 5 2.2 系统的原理框图 ............................................................................................... 5 3 电阻、电容、电感测试仪的系统硬件设计 ............................................................ 7 3.1 MCS-51单片机电路的设计 ............................................................................. 7 3.2 LED数码管电路与键盘电路的设计 ............................................................... 9 3.3 测量电阻、电容电路的设计 ......................................................................... 13 3.3.1 555定时器简介 ....................................................................................... 13 3.3.2 测量电阻电路的设计 ............................................................................. 15 3.3.3 测量电容电路的设计 ............................................................................. 16 3.4 测量电感电路的设计及仿真 ......................................................................... 17 3.4.1 测量电感电路的设计 ............................................................................. 17 3.4.2 测量电感电路的仿真 ............................................................................. 18 3.5 多路选择开关电路的设计 ............................................................................. 20 4 电阻、电容、电感测试仪的软件设计 .................................................................. 22 4.1 I/O口的分配 .................................................................................................... 22 4.2 主程序流程图 ................................................................................................. 22 4.3 频率参数计算的原理 ..................................................................................... 24 5 PCB板的设计与系统的调试 .................................................................................. 26 5.1 PROTEL99SE的介绍与PCB板的设计 ........................................................ 26 5.2 系统调试与系统测试 ..................................................................................... 28 5.2.1 系统软件调试 ......................................................................................... 28 5.2.2 系统硬件调试 ......................................................................................... 28 5.2.3 系统测试 ................................................................................................. 32 6 结论与展望 ............................................................................................................ 34 致谢 ............................................................................................................................ 35

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参考文献 .................................................................................................................... 36 附录 ............................................................................................................................ 37 附录一 系统原理图及PCB .............................................................................. 37 附录二 源程序 ................................................................................................... 39

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前言

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

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