电子应用设计报告
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电子设计报告设计说明书设计题目:TL082的测试与应用专业:电子信息科学与技术作者:指导教师:年月日摘要器件应用到商业、工业、军事工业各方面。
它的特点有:低功耗,广泛通用模式和电压变化范围;输入偏置低和低补偿失调电流;有输出短路保护;高输入阻抗;内置频率补偿;速度快;输入电源电压通用等。
一、芯片介绍现有型号TL082CP,该运放采用DIP8的封装形式,各引脚如图1。
23184U1ATL08265748U1BTL082图1 TL082系列DIP8封装引脚图二、仪器放大器的设计与工作原理仪器放大器是在差分放大的基础上发展起来的一种比较完善的放大器,作为已成型的仪器放大器,其内部由三个运放和一些精密电阻构成,其图如1所示:A1,A2为高输入阻抗的同相放大器,A3为差动放大器.但这里的同相放大器所不同的是每个同相放大器的反相端的接地电阻Rg并不直接接地,而是这两个放大器的反相端通过变阻器Rg连在一起.下面的分析可以说明证明这样接的必要性.利用迭加原理可以导出仪器放大器的理想放大特性,首先令输入U i 2=0,求在U i 1作用下A1,A2的输出电压。
由于U i 2=0,B 点的电压U B =0,可见A1是有R1和R2构成的同相放大器其输出电压为:1/)21(1'1R R R UU i o +=有由于A 点的电压U A =U i 1,U i 2=0,则运放 A2是由R1和R3构成的反相放大器,其输出电压为:'2U o =U i 1-R3/R1然后令U i 1=0,求在U i 2作用下A1,A2的输出电压。
由于U B =U i 2,U i 1=0,则A1是有R1和R2构成的反相放大器其输出电压为:''o1U=Ui 2-R2 / R1又由于U i 1=0,则U A =0,可见运放A2是由R1和 R3构成的同相放大器,其输出电压为''2Uo = U i 2(R1+R3/R1当在 U i 1和U i 2同时作用下,A1和A2的输出电压为: U o 1= '1Uo +''o1U =1/)21(1R R R Ui +Ui 2-R2/R1U o 2= '2U o +''2Uo =Ui 1-R3/R1 +Ui 2(R1+R3)/R1A3为差动放大器,取匹配电阻R5=R4,R7=R6,则仪器放大器总的输出电压为 U o =(Uo 1Uo 2-)R6/R4 =(U i 2Ui 1-)R6(R1+R2+R3)/R1R4由此可得出仪器放大器的放大倍数为A I=14)321(6R R R R R R ++可见,仪器放大器只要求R4=R5,R6=R7两个电阻匹配条件。
电力电子技术课程设计报告一、引言电力电子技术是现代电力系统中不可或缺的一部分。
它涉及到将电能转换为不同形式以满足不同需求的技术。
本文将介绍一个基于电力电子技术的课程设计报告,旨在帮助读者了解该设计的步骤和思考过程。
二、设计目标我们的设计目标是实现一个具有高效能转换和可靠性的电力电子系统。
该系统能够将直流电能转换为交流电能,并能够在不同负载条件下提供稳定的电力输出。
三、系统设计1. 选取合适的电力电子器件为了实现电能的转换,我们需要选取合适的电力电子器件。
在这个设计中,我们选择使用开关管作为主要的电力电子器件。
开关管具有快速开关和可控的特性,适合用于电能转换。
2. 设计电力电子控制电路为了控制开关管的工作,我们需要设计一个电力电子控制电路。
这个电路主要由控制芯片、传感器和驱动电路组成。
控制芯片用于生成控制信号,传感器用于监测电流和电压等参数,驱动电路用于控制开关管的导通和关断。
3. 进行系统建模和仿真在进行实际电路设计之前,我们需要对系统进行建模和仿真。
这可以帮助我们验证设计的正确性,并且可以提前发现潜在的问题和改进的空间。
我们可以使用电路仿真软件来进行系统建模和仿真。
4. PCB设计和元器件选型在完成系统建模和仿真后,我们需要进行PCB设计和元器件选型。
PCB设计是将电路设计转化为实际电路板的过程。
在PCB设计中,我们需要考虑电路的布局和走线,以及选择适当的元器件。
5. 制作和调试电路板在完成PCB设计后,我们可以开始制作电路板。
制作电路板可以通过将电路设计转移到电路板上,并使用电路板制作设备进行制作。
制作完成后,我们需要进行电路板的调试,以确保电路的正常工作。
6. 测试和优化系统性能在完成电路板的制作和调试后,我们需要对系统进行测试和优化。
测试可以帮助我们评估系统的性能,并发现潜在的问题。
根据测试结果,我们可以进行优化,以提高系统的效率和可靠性。
四、总结本文介绍了一个基于电力电子技术的课程设计报告的步骤和思考过程。
电力电子技术总结报告..《电力电子应用设计》课程学习总结报告__nn 马云1.理论方面:本课程主要以人造金刚石液压机合成加热调功控制系统为案例,主要学习了单相交流调压电路、触发脉冲发生电路、电压检测电路、电流检测转换电路、相位失衡检测电路、相位失衡保护电路、过压-过流保护电路、电源电路、比较与比例-积分电路等。
我们先将总图分解成三个部分,我所负责的是触发脉冲发生电路和电压检测电路(总图的左上方部分),我先通过DXP软件画出这两个电路的原理图,再通过SIM软件对触发脉冲发生电路和电压检测电路进行仿真,确认无误后用DXP开始PCB图的绘制,因为实际原因(铜板的大小)尽量将元器件安排的紧凑一些,最后将各个成员的PCB图汇总。
打印出PCB图后去实验室进行板子的印刷、腐蚀、打孔、焊接,最后用实验室的仪器进行调试。
1.1 主电路及其工作原理在电路中,要使晶闸管正常导通,必须同时满足下面两个条件:(1)阳极对阴极加正向电压;(2)控制极对阴极加正向电压(或正向脉冲)。
而且,晶闸管还有一个重要特点,就是它一旦导通后控制极即失去控制作用,器件始终处于导通状态,除非阳极对阴极电压降低到很小,致使阳极电流降到某一数值之下。
1.2 闭环控制系统主回路及其工作原理1.3 电源电路及其工作原理本系统电路工作需要的电源有5V、15V两个..1.3.1 正、负15V电路及其工作原理桥式整流:用4个二极管组成的桥式整流电路可以使用只有单个次级线圈的变压器。
负载上的电流波形和输出电压值与全波整流电路相同。
7815、7915芯片:7815、7915是一种三端正稳压器电路,TO-220F封装,能提供多种固定的输出电压,应用范围广,内含过流、过热和过载保护电路。
芯片前面两个电容成缓冲,后面两个芯片起滤波作用,使电压更稳定,二级管指示作用。
1.3.2正5V电路及其工作原理桥式整流:用4个二极管组成的桥式整流电路可以使用只有单个次级线圈的变压器。
西电电子课程设计报告一、课程目标知识目标:1. 学生能够掌握电子电路的基本原理,理解并应用基础电子元件的功能与特性。
2. 学生能够描述并分析常见电子电路的组成、工作原理及其在实际应用中的作用。
3. 学生能够解释并运用数字逻辑电路基础知识,进行简单逻辑电路的设计和分析。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,设计简单的电子电路,并进行仿真测试。
2. 学生能够运用电子设计自动化(EDA)工具进行电路图绘制和电路仿真。
3. 学生能够通过课程项目实践,培养动手能力,团队协作能力和问题解决能力。
情感态度价值观目标:1. 学生能够培养对电子科学的兴趣,认识到电子技术在现代社会中的重要作用。
2. 学生在学习过程中能够树立创新意识,培养探究精神和科研态度。
3. 学生通过小组合作,培养团队协作精神,学会尊重他人意见,共同解决问题。
课程性质分析:本课程为电子技术实践课程,旨在通过理论与实践相结合的方式,帮助学生深入理解电子电路原理,培养实际动手能力。
学生特点分析:考虑到学生为高中年级,已具备一定的物理和数学基础,对电子技术有一定了解,课程设计将注重知识深度和实际应用。
教学要求:1. 理论与实践相结合,注重培养学生的实际操作能力。
2. 创设情境,引导学生主动探究,培养创新思维。
3. 关注学生个体差异,提供个性化指导,确保学习效果。
二、教学内容1. 电子元件基础知识:介绍电阻、电容、电感等基础元件的原理与特性,对应教材第一章内容。
2. 基本电子电路:分析并实践放大电路、滤波电路、振荡电路等,对应教材第二章内容。
3. 数字逻辑电路:讲解逻辑门、组合逻辑电路、时序逻辑电路等原理,对应教材第三章内容。
4. 电子电路仿真:运用Multisim、Proteus等软件进行电路仿真,对应教材第四章内容。
5. 课程项目实践:分组进行电子电路设计与制作,如音频放大器、数字时钟等,综合应用前三章知识。
教学大纲安排:第一周:电子元件基础知识学习与实践;第二周:基本电子电路分析与实践;第三周:数字逻辑电路原理学习;第四周:电子电路仿真训练;第五周:课程项目实践,分组设计并制作电子电路;第六周:项目展示与评价,总结反馈。
电子工程设计报告模板
一、需求背景
(本节描述需求来源、需求背景和开发背景)
二、问题定义
2.1 问题描述
(本节描述中需求要达到的目标和功能性需求)
2.2 非功能性需求
(本节描述对于用户体验、性能、安全等非功能性要求)
三、系统设计
3.1 系统架构
(本节描述系统的模块划分,及各模块的功能和接口定义)
3.2 数据流设计
(本节描述系统的数据流转方向和取向,包括输入源和输出结果)3.3 技术选择
(本节描述项目中使用的技术和工具)
四、代码实现
4.1 系统结构
(本节描述代码的结构和模块间关系)
4.2 算法与处理流程
(本节描述数据处理的算法实现和具体的处理流程)
五、测试和结果
5.1 功能测试
(本节描述对系统各功能模块进行测试的结果和测试报告)
5.2 性能测试
(本节描述对系统的性能进行测试的结果和测试报告)
六、总结和展望
(本节展示对本项目的总结和未来完善的需求方向和改进方案)。
电子产品设计方案论证报告一.引言随着科技的发展和人们生活水平的提高,电子产品在日常生活中的应用越来越广泛。
为了满足市场需求,提供更好的用户体验,一款成功的电子产品设计方案是至关重要的。
本文将从市场需求、技术可行性、制造成本和用户体验等方面论证电子产品设计方案的合理性。
二.市场需求在早期的市场调研中,我们发现了潜在用户群体对于其中一类产品的需求。
这些需求包括:1.功能需求:用户希望产品能够满足基本的功能需求,并提供一些创新的特性,如高清晰度显示屏、长续航电池、智能化操作等。
2.外观设计需求:用户对于产品的外观设计有一定的要求,希望产品能够具有时尚、简约、高质感的外观,以提高使用的愉悦感。
3.用户体验需求:用户希望产品能够提供良好的用户体验,包括操作简单、反应迅速、稳定可靠等。
基于以上需求,我们设计了一款满足用户期望的电子产品。
三.技术可行性在开发一个电子产品的过程中,技术可行性是非常重要的考虑因素。
通过对市场已有技术的调研以及与供应商的沟通,我们确认了以下技术在当前条件下是可行的:1.硬件技术:我们将采用先进的处理器、高分辨率显示屏和大容量电池等硬件技术,以满足用户对于功能的需求。
2.软件技术:我们将开发智能化的操作系统和用户界面,以提供良好的用户体验。
3.制造技术:我们与合作工厂进行了深入的合作,以确保在设计方案实施过程中可以顺利进行产品制造。
综上所述,技术可行性对于电子产品设计方案的实施起到至关重要的作用。
四.制造成本在设计电子产品方案时,制造成本是一个不可忽视的因素。
通过与供应商和合作工厂的洽谈,我们得出了一个合理的制造成本预测。
该成本包括材料采购成本、人工制造成本和运输成本等。
在确保产品质量的前提下,我们将努力降低制造成本,以提高产品的竞争力。
五.用户体验用户体验是电子产品设计方案成功与否的重要衡量因素。
为了提供良好的用户体验,我们将从以下几个方面来考虑:1.操作简单:产品的操作界面将设计得简单易用,用户可以快速上手,并快速完成所需的操作。
一、实习背景随着科技的不断发展,电子系统设计在各个领域中的应用越来越广泛。
为了提高自己的实践能力和综合素质,我选择了电子系统设计实习。
本次实习旨在通过实际操作,掌握电子系统设计的基本方法,提高自己的动手能力和设计水平。
二、实习目的1. 掌握电子系统设计的基本原理和流程。
2. 学会使用常用电子设计工具,如EDA软件、PCB设计软件等。
3. 提高动手能力,学会焊接、调试等基本技能。
4. 培养团队合作精神,提高沟通协调能力。
三、实习内容1. 电子系统设计基础知识实习期间,我学习了电子系统设计的基本原理,包括模拟电路、数字电路、微控制器等。
通过学习,我对电子系统设计有了初步的认识,了解了各个模块的功能和作用。
2. EDA软件使用为了提高设计效率,我学习了Altium Designer软件,通过实际操作,掌握了电路原理图绘制、PCB设计、仿真等基本技能。
在绘制电路原理图时,我学会了如何使用元件库、布线规则等,使电路图更加规范。
3. PCB设计在PCB设计方面,我学习了Altium Designer软件的PCB设计功能,掌握了元件布局、布线、测试点设置等技巧。
通过实际操作,我完成了一个简单的PCB设计,并进行了焊接和调试。
4. 焊接与调试在焊接方面,我学习了手工焊接的基本技能,包括烙铁的使用、焊接方法、焊接注意事项等。
在调试方面,我学会了使用示波器、万用表等工具,对电路进行测试和故障排查。
5. 项目实践在实习期间,我参与了一个电子系统设计项目,负责电路设计、PCB设计和调试。
通过团队合作,我们成功完成了项目,并进行了演示。
四、实习心得体会1. 实践是检验真理的唯一标准。
通过实习,我深刻体会到理论知识的重要性,同时也认识到实际操作技能的必要性。
2. 团队合作是完成项目的关键。
在实习过程中,我学会了与团队成员沟通、协作,共同解决问题,提高了自己的沟通协调能力。
3. 持续学习是提高自己的重要途径。
电子系统设计领域不断更新,我们需要不断学习新技术、新方法,以适应行业发展的需求。
一、前言随着科技的飞速发展,电子技术已成为现代社会的重要支柱。
为了提高我国电子专业人才的创新能力,我国高校普遍开展了电子创新设计实训课程。
本报告以我校电子创新设计实训课程为基础,对实训过程进行总结和反思,以期为今后的实训教学提供参考。
二、实训背景及目的1.背景电子创新设计实训课程是针对电子信息类专业的学生开设的一门实践性课程,旨在培养学生的创新思维、实践能力和团队合作精神。
通过实训,使学生掌握电子设计的基本方法、技能和工具,提高学生的动手能力和实际应用能力。
2.目的(1)使学生了解电子设计的基本流程,掌握电子创新设计的基本方法。
(2)培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。
(3)提高学生的团队协作和沟通能力。
(4)激发学生对电子领域的兴趣,为今后从事相关工作奠定基础。
三、实训内容与方法1.实训内容(1)电子电路设计:主要包括模拟电路、数字电路和混合电路的设计。
(2)PCB设计与制作:学习PCB设计软件,进行电路板设计,并完成制作。
(3)元器件选型与采购:了解元器件的种类、性能和参数,进行元器件选型和采购。
(4)电路焊接与调试:学习焊接技术,完成电路焊接,并进行调试。
(5)项目实践:根据所学知识,设计并制作一个电子创新项目。
2.实训方法(1)理论学习:通过课堂讲授、自学等方式,掌握电子设计的基本理论。
(2)实践操作:在实验室完成电路设计、PCB制作、元器件焊接和调试等实践操作。
(3)项目实践:以小组为单位,完成一个电子创新项目,进行设计、制作和答辩。
四、实训过程及成果1.实训过程(1)电路设计:在导师的指导下,完成一个电子创新项目的电路设计,包括原理图绘制、PCB设计等。
(2)PCB制作:根据电路设计,利用PCB设计软件进行PCB设计,并完成制作。
(3)元器件选型与采购:根据电路设计,选择合适的元器件,并进行采购。
(4)电路焊接与调试:完成电路焊接,并进行调试,确保电路功能正常。
(5)项目实践:以小组为单位,完成电子创新项目的制作,并进行答辩。
电子技术课程设计实验报告摘要:本实验报告旨在介绍电子技术课程设计实验的过程、方法和结果。
通过课程设计实验,学生将能够深入理解电子技术的相关概念和原理,并通过实际操作实现电子电路的设计与调试。
本实验报告将分为以下几个部分进行论述:引言、实验设计、实验步骤、实验结果与分析以及实验总结。
1. 引言电子技术是现代通讯、电力等领域的基础,通过开展电子技术课程设计实验,我们可以更好地理解电子电路的工作原理,培养我们的实际操作能力和创新思维。
本次电子技术课程设计实验的目标是设计并实现一个特定功能的电子电路,通过实验过程和结果来验证和分析设计的合理性。
2. 实验设计我们选择了一个简单的电子电路设计任务:设计一个LED流水灯电路。
该电路由多个LED按照一定的顺序依次亮起和熄灭,形成流水灯效果。
为了实现这一功能,我们将使用以下组件和元件:Arduino开发板、蜂鸣器、电阻、电容、开关等。
3. 实验步骤3.1 准备工作首先,我们需要准备所需的实验材料和设备。
包括Arduino开发板、LED灯、蜂鸣器等电子元件,以及杜邦线、面包板等实验工具。
3.2 电路连接将所需的元件根据电路图连接在面包板上。
确保电路连接正确,无误。
3.3 编程使用Arduino开发板的编程软件,编写相应的代码,控制LED灯的亮灭顺序,实现流水灯效果。
3.4 调试将编写好的代码上传到Arduino开发板上,并通过调试检查电路连接是否正常,灯的亮灭效果是否符合要求。
根据需要进行适当的调整。
4. 实验结果与分析经过实验,我们成功设计并实现了一个功能完备的LED流水灯电路。
该电路可以使多个LED灯按照一定的顺序依次亮起和熄灭,形成流水灯效果。
通过实验结果的观察和分析,我们发现实验电路的亮灭顺序与我们预期的设计一致,符合设计要求。
5. 实验总结本次电子技术课程设计实验使我们对电子电路的设计与调试有了更深入的了解。
我们通过实践巩固了电子技术的相关知识和理论,并培养了解决实际问题的能力。
实验题目:简易数字式电阻、电容测量仪设计一.设计指标1.设计方案通过对方案的比较,利用LRC数字电桥与单片机结合实现电阻、电容测试仪更为简便可行,节约成本。
所以,本文选定以单片机为核心来实现对电阻、电容测量的设计。
本系统包括硬件设计和软件设计两部分内容。
硬件件由6 部分组成:(1)电源模块输入的外部电源首先经过桥式整流、滤波电路滤波,再经过AMS1117芯片稳压成3.3V的直流电压,向MSP430F149主控制器供电。
(2)信号产生模块标准正弦波是保证测量仪的重要条件,特别是在测量电抗元件电容时,正弦波的失真将产生难以修正的错误,直接影响测量精度,因此在该测量仪中为保证测量精度,采用了ICL8038芯片产生正弦波。
ICL8038精密函数发生器是采用肖特基势垒二极管等先进工艺制作成的单片集成电路芯片,电源电压范围宽、稳定度高、易用等优点,外部只需接入很少的元件即可工作,可产生多种频率正弦波,其函数波形的频率受内部或外部电压控制。
(3)整流滤波模块整流滤波模块采用LM324的集成运放和LC电路对LRC测试模块产生的信号进行整流滤波,因为测试模块产生的信号是正弦波,而AD采样没办法采集负信号,所以要通过整流滤波给后面的AD采样。
因为整流滤波是高阻输入,但也不是无穷大,所以在做测试模块时,分压电阻最好小于100K。
(4)AD采样模块本模块利用MSP430F149单片机自带的AD转换功能把整流滤波后的模拟信号转换为单片机能够处理的数字信号,并传送给处理器。
(5)主控制模块本模块采用低功耗的MSP430F149微处理器控制AD装换,并对转换结果数据进行接收和处理;通过按键控制测量的类型和单位。
(6)显示模块通过LCD驱动程序对MSP430F149处理后的结果数据进行稳定显示,在测试期间显示能够保持稳定状态,当离开测试能够迅速归零系统硬件总体框图:软件由4 部分组成:(1)控制测量程序,单片机控制测量程序不仅担负着量程的识别与转换,而且还负责数据的修正和传输;因此主控制器的工作状态直接决定着整个测量系统能否正常工作,所以控制测量程序对整个测量来说至关重要;(2)按键处理程序,根据按键的状态做相应的功能设置;(3)电阻电容计算程序,单片机根据A/ D 转换得到的电压值计算出电阻或者电容值;(4)液晶模块显示程序。
系统软件总体框图:2. 理论分析与计算(1)电阻测量模块参数选取考虑到量程,我们将电阻测量分为5个量程,分别为:~k200ΩK2,Ω20,Ω~200。
~K2ΩMΩK~Ω200ΩK2020,ΩΩK2200,Ω~(2)电容测量模块参数选择LM555构成的多谐振荡器:LM555电路构成的多谐振荡电路的振荡周期为:C R R C R R t t T )2)(2(ln ))(2(ln 212121+++=+=(2.3.1)即 ])2/[(l n 1221Cf R R =+ (2.3.2)我们选择将电容的测量分为两个量程,pF pF 1000~100和pF pF 10000~1000。
在第一量程,Ω=Ω=M R M R 2.2,5.521,第二量程,Ω=Ω=M R M R 22.0,55.021。
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RX 与标准电阻R1的串联电路中加一电流I 。
这样RX 和R1上将得到电压VX 和,则测量电阻为:RX =R1(VX/V1)(1)在设计中,我们采用了与测量电阻相同的测量方法——电压相除法来测量电容。
由于电容属电抗元件,因此不能采用直流来产生测量信号,而只能采用交流信号。
在角频率为w 的交流信号的作用下,电容获得的电压为:x cx jwC I U / = (2)x C 为待测电容。
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,且与电阻测量公用一套标准电阻。
所以有:1R I U RI =(3)经过计算可得: cx RI x U wR U C 1/= (4)其中的模值。
由公式其中RI U 、Cx U 和Lx U 分别为RI U 、Cx U 和Lx U 的模值,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了高精度的ICL8038芯片产生正弦波,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。
此外,本设计中还采用了运算放大器补偿实现无失真AC-DC 的转换,以确保测量精度。
二.系统框图系统设计框图:框图各部分说明如下:1)控制部分:本设计以单片机为核心,采用51单片机,利用其管脚的特殊功能以及所具备的中断系统,定时/计数器和LED显示功能等。
LED灯:本设计中,设置了1盏电源指示灯,采用红色的LED以共阳极方式来连接,直观易懂,操作也简单。
数码管显示:本设计中有1个74HC02、2个74LS573、1个2803驱动和6个数码管,采用共阳极方式连接构成动态显示部分,降低功耗。
键盘:本设计中有Sr,Sc,SL三个按键,可灵活控制不同测量参数的切换,实现一键测量。
2)通道选择:本设计通过单片机控制CD4052模拟开关来控制被测频率的自动选择。
3)测量电路:RC震荡电路是利用555振荡电路实现被测电阻和被测电容频率化。
电容三点式振荡电路是利用电容三点式振荡电路实现被测电感参数频率化。
通过51单片机的IO口自动识别量程切换,实现自动测量。
三.系统设计1.电阻、电容、电感测试仪设计方案比较电阻、电容、电感测试仪的设计可用多种方案完成,例如利用模拟电路,电阻可用比例运算器法和积分运算器法,电容可用恒流法和比较法,电感可用时间常数发和同步分离法等、使用可编程逻辑控制器(PLC)、振荡电路与单片机结合或CPLD与EDA相结合等等来实现。
在设计前对各种方案进行了比较:(1)利用纯模拟电路虽然避免了编程的麻烦,但电路复杂,所用器件较多,灵活性差,测量精度低,现在已较少使用。
(2)可编程逻辑控制器(PLC)应用广泛,它能够非常方便地集成到工业控制系统中。
其速度快,体积小,可靠性和精度都较好,在设计中可采用PLC对硬件进行控制,但是用PLC实现价格相对昂贵,因而成本过高。
(3)采用CPLD或FPGA实现应用目前广泛应用的VHDL硬件电路描述语言,实现电阻,电容,电感测试仪的设计,利用MAXPLUSII集成开发环境进行综合、仿真,并下载到CPLD或FPGA可编程逻辑器件中,完成系统的控制作用。
但相对而言规模大,结构复杂。
(4)利用振荡电路与单片机结合利用555多谐振荡电路将电阻,电容参数转化为频率,而电感则是根据电容三点式电路也转化为频率,这样就能够把模拟量近似的转换为数字量,而频率f是单片机很容易处理的数字量,一方面测量精度高,另一方面便于使仪表实现自动化,而且单片机构成的应用系统有较大的可靠性。
系统扩展、系统配置灵活。
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。
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。
综上所述,利用振荡电路与单片机结合实现电阻、电容、电感测试仪更为简便可行,节约成本。
所以,本次设计选定以单片机为核心来进行。
2.硬件设计(1)电源电路MSP430F149微处理器需要3.3V电压供电,但是外部输入的电压通常不是3.3V的电压源,所以需要设计电路把外部输入电压转换为稳定的3.3V电压,系统硬件设计框图所示,采用的是AMS1117芯片,可以输出 3.3V电压,然后经过滤波输出稳定的 3.3V供给MSP430F149。
稳压3.3V产生电路:(2)LRC测量电路上图所示,LRC各元件的测量是通过基本的RR电路,RL电路和RC电路来进行的。
当探针的两端接电阻元件时,此电路就组成的是基本的RR电路;当探针的两端接电容元件时,此电路就组成的是基本的RC电路。
输入的正弦波可以接频率为100HZ、1KZ和10KHZ。
(3)整流滤波电路此电路采用LM324的集成运放和LC电路对LRC测试模块产生的信号进行整流滤波。
因为测试电路产生的信号是正弦波,而AD采样没办法采集负信号,所以要通过电路整流滤波给后面的AD采样,电路图如图:3.软件设计(1)I/O口的分配P1.0 R测量程序的选择P1.1 C测量程序的选择P1.2 L测量程序的选择P1.3-P1.4多路选择开关控制选择P1.0、P1.1和P1.2按键输入及测量指示灯在本设计的模块中,模块是以单片机为核心,再通过按键控制测量的被测参数在数码管显示,按键主流程图下图所示。
按键主程序流程图:无(2)主程序流程图在电阻、电容、电感测试仪的设计中,便于直观性,在数码管上显示被测参数的选择,被测参数各个灯的选择以及具体设置。
通过三个按键Sr,Sc,SL 来进行灵活控制,具体操作流程如下图所示。
RLC 测试仪的软件流程图:首先插入被测元件,开关打开以后,按下SET 键,进行复位,No然后进行按键选择,选择被测参数类别,之后单片机根据按键类别启动相应的参数测试程序,测试完毕后将结果送入数码管显示。
四,测量方法1.测量电阻电路的设计定时器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。
电阻的测量采用“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。
555接成多谐振荡器的形式,其振荡周期为:(3-6)得出:(3-7)即:(3-8)电路分为2档:(1)100≤R x<1000 Ω:按下电阻测试建Sr,闭合开关Srd,R2=330Ω,C2=0.22uF:(3-9)(2)1000≤R x <1M Ω:按下电阻测试建Sr,闭合开关Srg,R1=20KΩ,C3=103pF:(3-10)电阻测试电路:2.测量电容电路的设计电容的测量同样采用“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容的大小。
555接成多谐振荡器的形式,其振荡周期为:(3-11)我们设置R1=R2,得出:(3-12)即:(3-13)电路分为1档:R4=510KΩ,R4=R6;(3-14)电容测试电路:五.总结通过对电阻、电容、电感测试仪的课程设计,锻炼了我的实际动手能力,增强了我们解决实际工程问题的能力,同时也提高我查阅文献资料、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平。
本设计的硬件电路图简单,可降低生产成本。
采用单片机可提高系统的可靠性和稳定性,缩小系统的体积,调试和维护方便,而且以51单片机最小系统为核心的设计能够满足了整个系统的工作需求,555振荡器实现了被测电阻和被测电容参数的频率化,电容三点式振荡电路实现了被测电感参数的频率化。