基于单片机电阻电容电感测量

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。

电阻电感电容测试仪的设计与制作论文编号B甲1301参赛题目电阻电感电容测试仪的设计与制作参赛学校山东理工大学学院电气与电子工程指导老师李震梅唐诗参赛队员姓名吴硕刚王鹿鹿张兵联系方式电阻电容电感测试仪的设计与制作摘要：本文设计了一种基于单片机的数字式RCL自动测量仪。

该系统由STC89C52、DDS、自校准电路、分压及R运算电路、频率测量及控制电路、高精度交流/有效值转换电路、DAC、译码控制电路、液晶显示电路等构成，采用AD9850产生高精度的正弦波信号,采用电压比例算法推算出电阻、电容值或者电感值。

测量电路由八级标准电阻、继电器和NEC5532组成，能自动选择相应的标准电阻挡级及标准信号源的频率，完成量程的自动转换。

用单片机控制测量和计算结果,运用自校准电路提高测量精度,采用1602液晶模块实时显示数值。

实验测试结果表明,本设计性能稳定,测量精度高，超过设计要求。

关键词: STC89C52,测量，DDS，显示，频率The Design and Manufacture of Resistance Capacitance & InductanceTest InstrumentThis paper presents a Digital Automatic RCL Meter based on MCU. This system consists of STC89C52, DDS, Self-calibration circuit, V oltage divider and RCL operation circuit, Frequency measurement and control circuit, High Precision AC / RMS conversion circuit, DAC, Decoding control circuit, and LCD display circuit. The high-precision sine wave signal was produced by AD9850, The resistance, capacitance and inductance can be calculated by voltage ratio algorithmThe measurement circuit consists of eight standard resistance, relays and NEC5532. It can automatically select the appropriate level of resistance and frequency of signal source, fulfill the automatic switch of measurement range.The measurement and calculation were controlled by chip microcomputer.The self-calibration circuit was used to improve the measurement accuracy. The real-time values were displayed by 1602 LCD module.The experimental results show that the performance of the system is stable with high accuracy; the capacity of the system is over the design requirements.Keywords: S TC89C52, measurement, DDS, dislay, frequency前言电阻、电容、电感精确测量仪是实验室及工程中经常遇到的常用仪器。

第一章绪论科学技术的飞速发展，特别是信息技术、精密工程的发展，催生了众多的新工艺、新材料、新产品，给人们的生产生活带来了日新月异的变化，然而所有这些新工艺、新材料、新产品都离不开测试测量技术和精密仪器，测试测量技术是这些产品质量的重要保证，而计量是为测试测量提供标准，精密仪器是其必不可少的工具。

随着被测试系统、产品的发展水平日趋提高——速度越来越快、体积越来越小、应用覆盖范围越来越广，人们对测试测量技术及精密仪器的要求也越来越高，促使测试测量技术和测量仪器不断出现新理论、新技术和新方法。

而电阻、电容、电感是电子线路中必定使用的零部件。

在进行电子线路的设计的基础上，准确地测量这些零部件的值是极其重要的。

测量这些零部件的值，一般使用LCR测试仪。

测量电子元器件集中参数R.L.C的仪表种类较多，方法也各有不同，但都有优缺点。

一般的测量方法都存在计算复杂，不易实现自动测量而且很难实现智能化。

随着智能化仪器的发展，元器件测量也变得十分简单，不象传统的模拟万用电桥那样操作复杂、调试困难，而采用LCR自动测量仪。

这种测量仪是以微处理器为基础的智能仪器，可以自动测量无源元件的各项基本参数。

RLC参数自动测式仪不仅能自动判断元件的性质，而且能将符号图形显示出来，并显示出其值，还能测量Q、D、Z、Lp、Ls、Kp、Ks等参数，且显示出等效电路图形。

这类自动测试系统具有极强的通用性和多功能性，对于不同的测试任务，只需增减或更换挂在它上面的仪器设备，编制相应的测试软件，而系统本身不变。

这种自动测试系统特别适合于要求测试时间短而数据处理量极大的测试任务中，以及测试现场对操作人员有害或操作人员参与会产生人为误差的测试场合。

因其具有很多传统仪器所不具备的优点，故RLC自动测试仪现在应用越来越广泛。

第二章方案设计与论证RLC参数的测量方法主要有电桥法.谐振法.伏安法三种。

电桥法具有较高的测量精确度，因而被广泛采用，而且电桥已派生出许多类型。

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。

电阻＼电容和电感简易测量方法一、系统原理与结构系统框图结构如图1所示。

由单片机选择通道，向模拟开关送两位地址信号，取得振荡频率，然后根据所测频率判断是否转换量程，或是把数据进行处理后，送数码管显示相应的参数值。

二、测量Rx的Rc的振荡电路如图2所示，它是一个由555电路构成的我谐振荡器电路。

其振荡周期为：T=T1+T2=（In2）（R4+2Rx）C8，故此：Rx=1/[(21n2)C8f]-R4/2为使振荡频率保持在10Hz～100kHz频段（单片机计数的高精度范围），需选择合适的C8和R4值，同时要求电阻功耗不能太大。

在第一个量程选择：R4=200Ω，C8=0.22μF；第二个量程选择：R4=20Ω，C8=1000pF。

这样在第一量程中，Rx=100Ω时（下限）f=16.4kHz。

因为RC振荡的稳定度可达10-3，而单牌机频率最多误差一个脉中，所以由单片机测量频率值引起的误差在1%以睛。

量程转换原理为：单片机在第一个频率的记录中发现频率过小，即通过继电器转换量程。

再测频率，计算出Rx值。

在电路中采用了稳定性良好的独石电容，所以被测电阻的精度可达1%。

三、测量Cx的RC振荡电路测量Cx的RC振荡电路与测量Rx的振荡电路完全一样，若将图2中的R4的Rx换成R1、R2。

C8换成Cx，且R1=R2，则f=1/[3(1n2)R1Cx]。

两量程中的取值分别为：第一量程R1=R2=510Ω；第二量程：且R1=R2=10Ω。

这样取值使电容挡的测量范围很宽。

在电路中采用精密的金属膜电阻，其值的变化能够满足1%左右的精度，使得电容的精度也可以做得较高。

四、测量Lx的电容三点式振荡电路如图3所示，在电容三点式振荡器中，C1、C2分别采用1000pF和2200pF 的独石电容，其电容值远远大于晶体管极间电容，所以极间电容可以忽略。

根据振荡频率公式，对于10μH的电厂其频率约等于1.92MHz。

由于单片机采用6MHZ 晶振，最快只能计几百kHz的频率，因为在测电感这一挡时，只能用分频器分频后送单片计数。

基于单片机的电阻电容测量仪【摘要】本文将介绍一种由PIC单片机控制的电阻电容在线测量仪的工作原理、设计思想、及其硬件电路和软件程序。

本电阻电容测量仪以正交采样理论为基础，应用单片机分别对待测器件和基准电阻的测量信号进行瞬时正交采样，然后将采样得到的四个数据在单片机内部进行运算得出结果。

根据结果仪器可智能的判断出待测元件是电阻、还是电容，并自动选择合适的量程进行测量。

【关键词】正交采样；智能识别；在线测量；量程自动转换1.引言在对电子元器件使用时，必须首先了解它的参数，电阻有阻值、电容有容值。

这就要求能够对元器件的参数进行精确的测量。

电阻的阻值相对比较容易测量，用伏—安法就可以精确的测量出来。

但是对电容的测量就比较麻烦了，最初人们还是通过万用表来对电容值进行估算，这种方法不但麻烦而且测量精度也比较低。

随着微电子技术、计算机技术、软件技术的快速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涌现。

人们对仪器的要求也在逐渐提高，本文设计了一款更智能化、体积更小、功能强大的便携式RC测量仪。

2.硬件电路设计与实现总体硬件电路主要包括四部分：正弦信号电路、前端控制电路、单片机控制电路、LCD显示电路。

2.1 主控芯片本系统采用PIC16F877单片机作为控制核心，PIC16F877单片机是PIC系列单片机的中级产品，采用RISC指令系统，一共只有35条单字指令，简单易用；工作速度快，可接收DC-20MHz时钟输入，指令周期可达到200ns；存贮空间大，具有高达8K字的FLASH程序存储器和368字节的数据存储器。

除此之外，它具有14个内部/外部中断源和8级硬件堆栈，便于编程；带有片内RC振荡器的监视定时器，保证其可靠工作；可根据不同需要选择不同的振荡器工作方式以减小功耗，同时在保持低价的前提下增加了A/D、内部EEPROM存储器、比较输出、捕捉输入、PWM输出、SP1接口、异步串行通信（USART）接口、模拟电压比较器、LCD驱动等许多功能。

基于单片机电阻电容电感测量基于单片机电阻电容电感测量引言：单片机是一种集成电路芯片，具有处理、存储和控制功能。

在电子领域中，单片机常被用于各种测量和控制需求，其中包括电阻、电容和电感的测量。

本文将重点讨论基于单片机的电阻、电容和电感测量技术，探讨其原理、应用及可能的改进方向。

一、电阻测量电阻是电流通过的阻力，是电路中常见的元件之一。

在电子设计和维修中，准确测量电阻是十分必要的。

基于单片机的电阻测量技术通过利用单片机内部的模拟-数模转换器（ADC）和电压比较器实现。

1.工作原理基于单片机的电阻测量原理非常简单。

将待测电阻接入单片机的引脚和电源之间，形成一个简单的电路。

通过单片机的ADC来测量电路两端的电压。

根据欧姆定律，电阻值可以通过电压和电流的比值得到。

通过测量电压和已知电流值，可以计算出电阻值。

2.应用领域基于单片机的电阻测量技术广泛应用于电子设备维修和实验室测量中。

当我们需要检测电路板上的电阻是否正常工作时，可以使用这种技术。

该技术还在温度传感器、压力传感器和其他各种传感器中起到关键作用。

3.改进方向目前，基于单片机的电阻测量技术已经相对成熟。

然而，随着技术的进步，我们可以考虑一些改进方向。

可以进一步提高测量的精确度和稳定性，以适应更高精度要求的应用。

还可以研究如何通过改变测量电路的结构和参数，来实现对特定类型电阻的测量。

二、电容测量电容是电路中的存储元件，用于储存电荷。

在电子系统中，精确测量电容对于设计和故障排除十分重要。

基于单片机的电容测量技术通过使用单片机的定时器和IO口来实现。

1.工作原理基于单片机的电容测量原理基于充放电过程。

将待测电容通过一个电阻与单片机的引脚相连。

单片机通过IO口将引脚置为高电平，电容开始充电。

当电容充电到一定电压后，单片机将引脚置为低电平，开始计时。

当电容放电到低电平后，单片机停止计时。

通过测量计时的时间，可以计算出电容值。

2.应用领域基于单片机的电容测量技术在电子系统设计和故障排查中广泛应用。

2011年第20期●0.引言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。

由于测量电阻，电容，电感方法多并具有一定的复杂性，所以本次设计以单片机MCS-51为核心，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，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.系统原理框图本设计中，考虑到单片机具有物美价廉、功能强、使用方便灵活、可靠性高等特点，拟采用MCS-51单片机为核心来实现电阻、电容、电感测试仪的控制。

系统分四大部分：测量电路、控制电路、通道选择和显示电路。

系统设计框图如图1如下所示。

图1系统原理框图2.电阻、电容、电感测试仪系统硬件设计该测试仪的核心部分是实现各种功能的电路板，该系统主要包括MCS-51单片机电路、LED 数码管电路与键盘电路、测量电感电路、多路选择开关电路和测量电阻、电容电路。

2.1MCS-51单片机电路的设计在本设计中，考虑到单片机构成的应用系统有较大的可靠性，容易构成各种规模的应用系统，且应用系统有较高的软、硬件利用系数。

还具有可编程性，硬件的功能描述可完全在软件上实现。

另外，本设计还需要利用单片机的定时计数器、中断系统、串行接口等等，所以，选择以单片机为核心进行设计具有极大的必要性。

在硬件设计中，选用MCS-51系列单片机，其各个I/O 口分别接有按键、LED 灯、七位数码管等，通过软件进行控制。

2.2测量电阻、电容电路设计2.2.1测量电阻电路设计定时器555是一种用途很广的集成电路，只需外接少量R 、C 元件，就可以构成多谐、单稳及施密特触发器。

电阻测量采用脉冲计数法，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。

摘要本设计是一种基于单片机(89C51)的高精度电阻电感电容测量仪器的设计.本设计采用MAX038单片压控函数发生器产生高精度的正弦波信号流经待测的电容或者电感和标准电阻的串连电路,利用电压比例计算的方法推算出电容值或者电感值,利用51单片机控制测量和计算结果,采用1602液晶模块实时显示数值,可以手动调节量程,正弦信号发生器可以实现幅值和频率的调整,为了提高精度,我们把被测的交流电压先通过ICL7650来消除因为AD637输入电阻较低产生的误差.实验测试结果表明,本设计性能稳定,测量精度高.关键词：电压比例法89C51 AD637 1602液晶ABSTRACTThe design is the design of a high-precision instrument for RLC measurement based on microcontroller(89C51).This design adopted MAX038 monolithic voltage-controlled function generator to produce high accuracy sine wave signal,which passed through the series circuit of the capacity or inductance and standard resistance,and then measured the respective voltage of the capacity or the inductance and the standard ing the voltage proportion method calculated the capacitance values or inductance values.The design used 51 microcontroller to control the measurement and calculation results,used 1602 LCD to show the result. The range can be adjusted manually, sine signal generator can adjust amplitude and frequency to improve accuracy, we measured the AC voltage through the ICL7650 to eliminate the error caused by the lower input resistance of AD637. Experimental results show that the performance of this design is stable and of high measurement accuracy.Key words: V oltage proportion method; 89C51; AD637; 1602 LCD;目录1 引言 (1)2 电压比例法测量原理 (1)3 系统方案 (2)3.1系统总体方案设计与结构框图 (2)3.2方案设计与论证 (3)4 硬件电路 (5)4.1稳压电源模块 (5)4.2正弦信号发生器 (5)4.3采样电路 (6)4.3液晶显示模块 (7)5 系统软件设计 (8)5.1控制测量程序模块 (8)5.2按键处理程序模块 (9)5.3电阻电感电容计算程序 (9)5.4液晶显示程序模块 (10)6 系统测试与结果分析 (10)6.1对正弦信号源的测试 (10)6.2对电阻电容电感的测量 (11)6.3误差分析 (12)7 总结 (13)参考文献 (14)致谢 (15)1 引言现代电子产品正以前所未有的速度,向着多功能化、体积最小化、功耗最低化的方向发展,机电产品广泛应用于家电、通信、一般工业乃至航空航天和军事领域.无论是日常生活还是高端科技领域,电子技术的应用均日益深入.掌握必备的电子技术基础设计制作基础知识和基本技能,能够满足我国目前产业结构对广大技术工人、工程技术人员基本素质的要求,而且能为从事高端电子系统开发培养能力和素质,适应信息时代的需要.目前市面上测量电子元器件参数R 、C 和L 的仪表种类较多,方法和优缺点也各有不同.一般的测量方法都存在计算复杂,不易实现自动测量而且很难实现智能化等缺点.电阻电容电感测量方法较多(谐振法,电桥法,电压比例法等)但因为对于测量仪器来说精度越高越好,所以本设计选择精度比较高的电压比较法做电阻电感电容测试仪,它的原理是将一定频率的交流信号经过串联分压电路转化为电压信号,然后经过电路处理变成频率信号经过单片机进行比例运算,最后将计算出的测量值输送给显示模块并显示各参量对应的量纲.2电压比例法测量原理电阻高精度测量较好的方法之一是采用与标准电阻相比较的方法.其主要原理:是在待测电阻x R 与标准电阻1R 的串联电路中加一直流电压V,AD 采样得到Rx 上电压X V ,则测量电阻为:Xx x R V V R V -= (1) 设计中我们采用了与测量电阻一样的方法——电压比例法[1-2]来测量电感和电容;因为电感与电容是电抗元件,所以应采用交流信号来产生测量信号;在角频率为w 的交流信号的作用下电容电感获得的容抗和感抗:cj 1X C w = (2) wL j X L = (3)C 、L 为待测电容和电感.这样一来,标准元件的选择就有许多种方法.但为了提高测量精度和降低成本,该测量仪采用了标准电阻,且与电阻测量共用一套标准电阻.所以有电感:）（...U jw L LX LX U RU -=⋅ (4)jwC1jwC 1U U ..CX +=R (5) 电容: jwR 1C ..-=CXU U(6)测量Q 值时,加入交流信号测量出电感Q 值L jw R Z 1S 1+= (7)L jw R Z 2S 2+= (8)两个方程联立,求得电感2-12212W W -L 22z z = (9) 2-122121s W W -jw R 22z z -=Z (10) S R L Q jw = (11)1Z 为电感在电路中角频率为1w 的等效阻抗,2Z 为电感在电路中角频率为2w 的等效阻抗,L 为电感量,S R 为电感的等效电阻.为保证测量精度,必须保证电阻的精度和w 的高稳定值.为此,我们在该设计中采用MAX038单片压控函数发生器[3-4]产生高精度的正弦波信号,同时输出缓冲器采用了运算放大器,为保证波形精度采用了闭环深度负反馈方式,无失真的放大正弦信号.3.系统方案3.1系统总体方案设计与结构框图本电路由电源模块、正弦信号发生器、标准电阻和电感或电容串联分压电路、多路开关、电压跟随器、高精度交流/有效值转换、A/D 转换、单片机、液晶显示、键盘等模块组成.系统主要模块流程图如图1所示:图1系统流程图3.2方案设计与论证3.2.1电阻电感电容测试采样模块电阻电感电容测试采样模块的设计方案有很多,例如利用纯模拟电路来实现、电阻可用比例运算器法、电容可用恒流法和比较法、电感可用时间常数法和同步分离法等.方案一利用纯模拟电路虽然避免了编程的麻烦,但是电路复杂,所用的元器件较多,制作较麻烦并且测量精度低,调试困难,现已很少使用.方案二可编程序控制器(PLC）应用广泛,它能够非常方便的集成到工业控制系统中.可编程控制器速度快,体积小,可靠性和精度都比较好,在此系统中可以使用PLC对硬件进行控制,但是PLC的价格相当昂贵,因而成本过高,应用于要求比较高的场合.方案三利用震荡电路与单片机结合利用555多谐振荡电路将电阻、电容转化为频率,而电感则是根据电容三点式电路也转化为频率,这样就把模拟量近似转化为数字量了,而频率是单片机很容易处理的数字量,该方案测量精度较高,易于实现仪表的自动化,而且单片机构成的系统可靠性高,硬件的描述完全可用软件来实现,成本低.但由于必须采用大量地倍频、分频、混频和滤波环节,导致结构复杂、体积大、成本高并且难以达到较高的频谱纯度而使测量误差加大,外围电路非常复杂.且不符合需要一个独立信号发生器的要求.方案四电压比例法采用与标准电阻相比较的的方法,其原理是在待测原件与标准原件的串联电路中加以电流I，这样被测元件与标准元件上得到的电压分别为Vx与Vi;通过计算得出被测值,此方法精度高,需要一个具有输出频率稳定的信号源来提供激励.本设计采用此方案. 3.2.2正弦信号发生器模块正弦信号源发生器模块是决定系统误差的重要部分,要求有稳定的频率,另外为了测试系统的可靠性还要求正弦信号发生器的频率和电压具有可调性,本系统要求频率范围1HZ～1MHZ,电压大于5V.方案一 555信号发生器采用555信号发生器制作的发生器,其外围电路较复杂.这种方法能实现快速频率变换,具有低噪声以及所有方法中最高的工作频率.但由于必须采用大量地倍频、分频、混频和滤波环节,导致结构复杂、体积大、成本高并且难以达到较高的频谱纯度而使测量误差加大.方案二单片机信号发生器[5]使用单片机编程实现正弦波的产生简单易行.可以在外围电路不变的情况下通过程序来改变输出电压的幅值和频率.由于输出的是数字信号,可以做得很高,产生的信号精度及其性价比比较高,集成度也高并且需求电压低,功耗低.方案三 DDS信号发生器[6]利用直接合成DDS芯片的函数发生器,能产生任意波形并能达到很高的频率并且频率的稳定性比较好.但成本较高,主要用于测量电路和系统的频率特性、非线性失真、增益与灵敏度等.按不同的性能与用途分为低频信号发生器、高频信号发生器、频率合成式信号发生器等.方案四 MAX038信号发生器MAX038是MAXIM公司生产的一个只需要很少外部元件的精密高频波形产生器，他能产生准确的高频正弦波、三角波、方波。

摘要本文所设计的系统是基于AT89C52单片机控制的简易RLC测试仪。

为了充分利用单片机的运算和控制功能，方便的实现测量。

把参数R、L、C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振荡电路和电容三点式振荡电路。

为了比较准确的测试而频率的计数则是利用等精度数字频率计完成。

然后再将结果送单片机运算，并在LED显示器上显示所测得的数值。

通过一系列的系统调试，本测试仪到达了测试标准。

经过测试，第1章：绪论1.1 电路参数R,L,C电路参数—电阻、电容和电感是电路的三种基本参数，也是描述网络和系统的重要参数，广泛应用于科学研究、教学实验、工农业生产、通信、医疗及军事等领域中。

例如在强电系统中，输电线路中的传输线，电气设备中继电器、变压器、发电机等，都是用阻抗参数R、L、C来描述的。

人们通过测试阻抗参数可以判定设备的好坏，是否存在故障隐患。

在弱电系统中，电路参数元件的好坏、量值的大小直接影响所设计的线路板的正常工作和可靠性。

所以对它们的测试具有重要的意义。

1.2 电路参数的测量方法电路参数的测量通常是把被测参数通过转换电路变成直流电压或频率后进行测量。

1. 传统的RLC参数测量的方法种类很多，例如：对电阻的测量常用欧姆表直接测量，也可以使用对电阻施加一个电压，利用模拟电表和电流表测量得到电阻两端的电压值和流过电阻的电流值。

然后利用欧姆定理计算出电阻值；而对电感或电容的测试常采用测量阻抗角和负阻抗，然后用数学公式计算出电阻和电抗的参数。

也可以采用过度过程法测出时间常数，由于电路中使用已知的固定电阻，所以可以通过计算，得出电抗参数。

在要求测试准确度高的地方常采用交流电桥通过调整已知参数使得电桥达到平衡，读出电感或电容值。

上述方法，简单明了，测试也有一定的准确度；但必须采用手工操作，费时费力且测量精度带有一定的人为因素。

2. 在上世纪70年代后，由于数字电子技术的发展，出现了数字式的RLC测试仪。

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。

基于单片机的电容测量随着科技的不断发展，单片机已经成为了现代电子技术中不可或缺的一部分。

它具有高效、集成度高、处理能力强等优点，被广泛应用于各种嵌入式系统中。

而电容测量作为电子测量中的重要组成部分，对于单片机来说具有重要的应用价值。

本文将介绍一种基于单片机的电容测量方法。

一、单片机与电容测量概述单片机是一种集成电路芯片，内部集成了计算机的基本单元，包括中央处理器、存储器、输入输出接口等。

它能够实现各种数字信号处理、控制、通信等功能，具有体积小、功耗低、可靠性高等优点。

而电容测量则是通过测量电容值来实现对被测物体参数的检测，常被应用于各种物理量、化学量、生物量等的测量。

二、基于单片机的电容测量系统设计基于单片机的电容测量系统主要包括单片机、测量电路和显示模块三个部分。

其中，单片机作为核心控制单元，负责处理测量数据并控制整个系统的工作流程；测量电路包括电容传感器和信号处理电路，用于实现电容值的测量；显示模块则将测量结果显示出来。

1、单片机选型与编程在基于单片机的电容测量系统中，单片机的选型与编程是至关重要的环节。

常见的单片机型号包括STM32、PIC、AVR等，其中STM32系列单片机具有处理速度快、功能丰富、易于开发等优点，因此被广泛应用于各种嵌入式系统中。

在编程方面，一般采用C语言或汇编语言进行编程，其中C语言由于可读性强、易于维护等特点而得到广泛应用。

2、测量电路设计测量电路是实现电容测量的关键部分，主要包括电容传感器和信号处理电路。

电容传感器是将被测物体转换为电容值的变化，而信号处理电路则将这种微小的电容变化转化为可读的电压信号，并传输给单片机进行数据处理。

常用的信号处理电路包括放大器、滤波器、运算放大器等。

3、显示模块设计显示模块用于将测量结果显示出来，一般采用LED或LCD显示屏。

其中，LED显示屏具有亮度高、寿命长、功耗低等优点，而LCD显示屏则具有显示清晰、色彩丰富等优点。

在基于单片机的电容测量系统中，一般采用LED显示屏作为显示模块。

基于52单片机的电感器电感量测量仪的设计1. 介绍电感器是电子设备中常用的元件，用于测量电感量，是电路设计和故障诊断中不可或缺的工具。

本文基于52单片机设计了一款电感器电感量测量仪，旨在提供一种方便、准确的测量方法。

本文将详细介绍该仪器的设计原理、硬件结构和软件实现。

2. 设计原理2.1 电感器工作原理首先，我们需要了解电感器的工作原理。

电感器是由线圈组成的元件，在通过交流信号时会产生磁场。

当信号频率改变时，磁场变化会导致线圈中产生反向的感应电动势，从而改变线圈所阻抗。

通过测量阻抗变化可以得到线圈中所含有的电感值。

2.2 52单片机工作原理52单片机是一种常用于嵌入式系统开发的微控制器，具有强大的计算和控制能力。

通过编程可以实现对外部设备进行控制和数据采集。

3. 硬件结构设计3.1 系统框图首先我们需要设计系统框图来明确各个部分之间的连接关系。

该仪器的硬件结构包括电感器、52单片机、LCD显示屏、按键和电源等组成部分。

电感器通过引脚与52单片机相连，通过52单片机采集电感器的阻抗变化并进行处理，最终将结果显示在LCD屏幕上。

3.2 电路设计在设计硬件电路时，需要考虑到信号的稳定性和精确性。

为了保证信号的稳定性，我们需要设计一个低噪声的供电系统，并采取适当的滤波措施。

为了保证信号的精确性，我们需要选择合适的放大器和滤波器，并进行校准。

4. 软件实现4.1 系统初始化在软件实现中，首先需要进行系统初始化。

这包括初始化52单片机、LCD显示屏和按键等设备，并设置相应的引脚功能。

4.2 采集与处理接下来，我们需要编写程序来采集并处理从电感器中获得的数据。

通过设置合适的采样频率和精度，我们可以得到准确可靠的测量结果。

为了提高测量精度，在数据处理过程中可以使用滤波算法来降低噪声干扰。

4.3 结果显示最后，在LCD显示屏上将测量结果进行显示。

通过合适的界面设计，可以使用户方便地读取测量结果。

同时，可以设计一些附加功能，如单位切换、数据存储和数据传输等。

用单片机制作电阻及电容测量仪摘要：文章首先介绍了C8051F单片机的结构、特性及功能，555定时器的功能及多谐震荡器的工作原理和C程序语言的特点及其在单片机中的应用。

然后介绍一通过利用多谐震荡器与C8051F单片机结合构成的数字式电阻、电容测电路。

此电路全部由数字电路组成，不用A/D转换器而直接用数字显示被测电容、电阻值。

具有线路简单，体积小，单电源供电等优点。

文中对电阻、电容的测量原理作了详细描述，对运行过程中出现的问题进行了分析，通过对软硬件进行的一系列的调试最终达到了预期测量要求。

关键词：单片机555定时器电容电阻测量一前言测量电子元器件集中参数R、C的仪表种类较多，方法也各有不同，但都有其优缺点。

一般的测量方法都存在计算复杂、不易实现自动测量而且很难实现智能化。

例如，目前常用的电容测量仪器，大多是模拟电路，如电桥电路等，若用数字显示就必须采用A/D转换器.测量的方法主要是通过电感耦合交流电桥，双T型网络等，这些方法均存在不足之处。

双T型网络虽然能够进行精密电容测量，但是需要有高精度标准电容和调节平衡的熟练工人，仪器结构复杂，操作不便。

而电阻测量的方法更是多种多样。

随着单片机技术的发展，它在智能化测量仪表中的应用越来越广泛。

它适用于机、电、仪一体化的智能产品，具有精度高低功耗、控制功能强、小巧等优点。

利用单片机的软件来代替硬件功能，可使产品的体积缩小、功能增强实现不同程度的智能化以及仪表测量的自动化，并能进行数据分析处理，以达到仪表的高可靠性、高精度和多功能。

二系统硬件部分介绍1.C8051F系列单片机简介C8051F系列单片机是一种典型的高性能单片机，是Cygnal 公司开发的产品。

C8051F系列单片机是完全集成的混合信号系统级芯片（SOC），具有与MCS-51完全兼容的指令内核，采用流水线处理技术，不再区分时钟周期和机器周期，能在执行指令期间预处理下一条指令，提高了指令的执行效果。

大部分C8051F单片机具备控制系统所需的模拟和数字外设，包括看门、ADC、DAC、电压比较器、电压基准输出、定时器、PWM、定时器捉和方波输出等，并具备多种总线接口。

基于单片机的电阻、电感、电容测试仪的设计
赵巧妮
【期刊名称】《福建电脑》
【年(卷),期】2016(032)006
【摘要】基于STC89C52单片机为控制核心，将待测电阻阻值、电容容值、电感感值的变化均转换成矩形波脉冲频率的变化，利用单片机计数器测频后通过做运算计算出待测元件的参数并显示在1602液晶屏幕上。

测量时，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，性价比较高。

【总页数】2页(P113-114)
【作者】赵巧妮
【作者单位】湖南铁道职业技术学院湖南株洲 412001
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于单片机的电阻、电感、电容测量仪在实验教学中的设计应用 [J], 明立娟;任佳
2.基于单片机控制的智能电阻电容在线测试仪 [J], 张金敏
3.智能电阻、电容、电感测试仪设计 [J], 黄川;于海涛;王宇浩;李跃鹏
4.基于stc89c52单片机的电阻电容电感测量仪设计 [J], 董佳琦
5.基于USB接口虚拟在线电阻电容测试仪的硬件设计 [J], 毕霜;杨勇;毕伟
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