电阻电容电感测试仪的毕业设计

南昌工程学院毕业设计(论文)信息工程学院系（院）通信技术专业毕业设计（论文）题目智能电阻、电容和电感测试仪的设计学生姓名班级学号指导教师完成日期2010 年 6 月19 日智能电阻、电容和电感测试仪的设计Smart resistors, capacitors and inductors Test Instrument总计毕业设计（论文） 27 页表格 1 个插图 12 幅摘要本文先对设计功能及要求进行了阐述，然后提出要完成该功能的设计方案，最后会对电阻，电容，电感的测试进行设计。

本设计是利用AT89C52芯片的单片机来实现测试的，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，从而实现各个参数的测量。

这样，一方面测量精度较高，另一方面便于使仪表实现智能化。

关键词：AT89C52芯片555多谐振荡电路电容三点式AbstractThis paper first to design function and requirement are expounded, then puts forward to finish the design scheme of the function, and finally to resistance, capacitance and inductance. This design is used to realize the AT89C52 chip microcontroller test, resistor and capacitor is used at 555 resonance swings, which is produced by the inductance circuits are produced according to SanDianShi capacitance, thus realize each parameter measurement. So, on the one hand, the measurement precision, on the other hand to make intelligent instrument.Key words：AT89C52Chip;555 resonance swings circuit; SanDianShi capacitance目录摘要 (I)Abstract (I)引言 (1)第一章设计要求及结构 (2)1.1 设计要求 (2)1.2 系统的总体结构 (3)第二章系统硬件电路及芯片介绍 (4)2.1 AT89C52单片机 (4)2.2 555多谐振荡电路 (6)2.2.1 555电路的工作原理 (7)2.2.2 利用555芯片构成多谐振荡器 (8)2.3 电容三点式振荡电路 (9)2.4 按键电路 (9)第三章硬件电路测量 (12)3.1 电阻测量电路 (12)3.2 电容测试电路 (13)3.3 电感测试电路 (14)第四章程序总体模块 (15)总结 (17)参考文献 (18)附录一 (19)附录二 (21)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。

简易数字式电阻、电感和电容测量仪摘要本系统主控制部分采用TI公司的16位超低功耗单片机MSP430F149。

以自制电源作为LRC测量模块和各个主要控制芯片的输入电源，测量原理是通过测量电阻、电容或者电感和标准电阻各自的引起的频率变化，利用频率与电阻、电容、电感的函数关系推算出电阻值、电容值或者电感值。

测量的原理是LM311组成的LC震荡器的震荡回路的频率由单片机采样，然后再依据震荡频率计算出对应的电容或电感值，以及由NE555多谐振荡电路实现对电阻的测量。

软件设计部分使用C语言编程编写了包括控制测量程、按键处理、电阻电感电容计算、液晶显示程序。

利用MSP430F149单片机控制测量和计算结果，测量结果采用12864液晶模块实时显示。

关键词： MSP430F149、NE555芯片、LRC测量、12864液晶目录1 系统总体方案设计 (1)1.1系统方案选择 (1)1.2系统软硬件总体设计 (1)1.2.1硬件部分 (1)1.2.2软件部分 (2)2系统模块设计 (3)2.1硬件模块设计 (3)2.1.1电感电容测量模块 (3)2.1.2电阻测量模块 (4)2.1.3主控制模块 (5)2.1.4 AD采样模块 (5)2.1.5 液晶显示模块 (5)2.2软件模块设计 (5)2.2.1 控制测量程序模块 (5)2.2.2按键处理程序模块 (6)2.2.3电阻电感电容计算程序 (7)2.2.4液晶显示程序模块 (7)3系统测试 (8)3.1测试原理 (8)3.2测试方法 (8)3.3测试结果 (8)3.4测试分析 (9)4系统总结 (9)参考文献： (10)1 系统总体方案设计1.1系统方案选择方案一.基于模拟电路的测量仪利用模拟电路，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，电感可用时间常数法和同步分离法等，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。

1 设计任务描述1.1设计题目：数字电容测量仪1.2 设计要求1.2.1 设计目的（1）掌握电容数字测量仪的构成、原理与设计方法；（2）熟悉集成电路的使用方法。

1.2.2 基本要求（1）被测电容范围为100pF到1uF；（2）把电容量通过电路转换为时间量/电压量进行测量；（3）设计振荡器及分频系统；（4）可控制的计数、锁存、译码、显示系统1.2.3 发挥部分（1）测量电容范围为100pF到1000uF；（2）超量程报警系统；2 设计思路电容数字测量仪是对电容大小的测量,首先要做的是将待测电容的大小转换为一个固定的频率,频率的大小只与电容的大小有关,为了实现这一功能,我采用了CMOS门电路组成的微分型单稳态触发器来实现,由它产生固定频率输出。

由555定时器组成的多谐振荡电路其实是一个可以产生标准频率的电路，用来衡量由待测电容容量转换器件输出的输出的频率。

通过计算，我选用了一个1MHZ的发生器。

这样便可以清除的衡量上面电路的频率。

这是电路的第二部分。

第三部分是由6个异步十进制计数器74LS161组成的分频器用以辨别频率第四部分是由计数器锁存器译码器和显示器组成的显示系统,信号传过来开始记数锁存器同时开始锁存,锁存后传给译码器,译码后开始显示。

此外,我还加入了一个报警系统,通过数值比较器对数值比较,当被测电容的值超过量程时，比较电路会给报警电路一个脉冲信号触发报警电路工作，扬声器就会发出声音报警。

3设计方框图4.2 计数器74290是由4个负边沿JK 触发器组成，2个与非门作置0和置9控制门。

其中91S 、92S 称为直接置0端，0CP 、1CP 为计数脉冲输入端，3210Q Q Q Q 为输出端。

4.3 寄存器寄存器选择74273八D 型触发器，可控制是否输入CP 来控制存储。

另外再在各计数器（十位个位）与各寄存器后接上一个驱动器（74245八路缓冲三态双向收发驱动），驱动其是否对译码器输入信号，可控制驱动读取计数器或寄存器上的数据。

电阻、电容、电感测量仪摘要：基于对元器件参数测量设计的电阻、电容、电感测量仪系统由主控制器部分、A/D采样部分、语音播报部分和显示部分组成。

设计以单片机AT89S52为主控核心器件，利用继电器对凌阳单片机实现控制，使其对放置元件端口进行高速A/D采样和语音播报，同时终端控制LCD液晶显示器实时显示当前的电抗元件参数值和性质。

测试结果表明：系统整体运行稳定，人机界面友好。

关键词：参数测量A/D采样语音LCD1引言分析赛题，本电阻、电容、电感测量仪系统需要实现如下功能：1）能够自动辨识出被测元件是电阻、电容还是电感，并实时显示元件的阻值、容值和感值的大小。

2）能够实现电阻、电容和电感测量的自动切换,并实现量程的自动切换。

3）电阻、电容和电感的测量误差均小于0.5%。

基于以上分析，采用模块设计的方案实现系统的各项功能，系统主要由主控制器部分、数据测量部分、A/D采样部分、语音播报和显示部分，具体的实现方案如系统主框图1所示：图1 系统主框图2系统方案设计与论证2.1主控制器的选择在主控制器的选择上我们有以下两种方案：采用FPGA（现场可编程逻辑门阵列）作为系统的控制核心和基于单片机技术的控制方案。

上述两种控制方式除在处理方式和处理能力(速度)上的差异外，实现效果及复杂程度等方面也有显著的区别。

FPGA将器件功能在一块芯片上，其外围电路较少，集成度高。

而单片机技术成熟，开发过程中可以利用的资源和工具丰富、价格便宜、成本低。

鉴于本设计中实时显示，单片机的资源已经能满足设计的需求，而FPGA的高速处理的优势在这里却得不到充分体现，因此本设计的控制方案模块选用基于单片机控制方案。

我们选择技术成熟，性价比高的AT89S52单片机作为主控制器，同时采用凌阳其内部系统时钟频率为11.0592MHz，执行一个单周期指令所需时间为仅83nS，满足本系统的软件编写需求。

2.2 数据测量方案的选择目前常用的智能RLC测试方法主要是阻抗-相角法和V-I复数法。

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。

电阻电容电感测试仪的毕业设计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Rx与标准电阻R1的串联电路中加一直流电压V,AD采样得到Rx上电压VX,则测量电阻为:VxRRx?V?VX(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:XC?(2)1jwc2XL?jwL(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.L?LX?Rjw（U.?U.LX）(4)U.1CXjwCU.?R?1jwC(5)电容:U.?1C?U.CXjwR(6)测量Q值时,加入交流信号测量出电感Q值Z1?RS?jw1L(7)Z2?RS?jw2L(8)两个方程联立,求得电感L?z2-z212W221-W2(9)22Rs?Z1?jwz1-W2z2-W212(10)3jwLQ?RS(11)Z1为电感在电路中角频率为w1的等效阻抗,Z2为电感在电路中角频率为w2的等效阻抗,L为电感量,RS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.4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5。

第六届电子设计大赛决赛设计与总结报告目录摘要 (3)关键词 (4)1 引言 (4)2 方案设计 (4)2.1 设计思路 (4)2.2 方案的论证与比较 (5)2.2.1 电阻测量电路的选择 (5)2.2.3 电感测量电路的选择 (7)2.2.4 多路选择开关电路 (7)2.2.5 控制部分 (8)3 系统设计 (8)3.1 总体设计 (8)3.2系统硬件电路设计 (9)3.2.1 测Rx的振荡电路 (9)3.2.2 测Cx的振荡电路 (10)3.2.3 Lx的电容三点式振荡电路 (10)3.2.4 通道选择和控制模块 (11)4 系统测试 (12)4.1 硬件测试 (12)4.2.3 电感的测量 (13)5．总结 (14)参考文献 (15)电阻、电容、电感测量仪的设计摘要本设计以89S52单片机控制为核心，利用LM555定时器组成RC多谐振荡电路测量电阻、电感和电容的三点式振荡电路测量电感以及利用单片机CPU 的高速强大的计算及可编程功能,采用软件查询的方法在程序开始时分别对各个信号通道进行查询通过检测到的不同情况来区分实现具有电阻、电容、电容自动辨识、自动切换以及相应器件量程的自动切换等特色，高精度智能化的测量，并对测量结果进行显示。

关键词单片机LM555多谐振荡电路电容的三点式振荡电路CD4052 74LS1971 引言测量电阻、电容、电感的方法各有不同,在过去电容的测量系统中,几乎都是根据普的电路原理,用一些常规的方法来测量的,它们各有其优缺点,比如把它作为阻抗的虚部来测量的,还有充电法,比例法等等,一般都存在计算复杂、精度不高、不易实现自动测量而且很难实现智能化。

而本文要介绍的电阻、电容测量和前面的测量电路不同,采用“脉冲计数法”,电感测量采用电容的三点式振荡电路，它们克服了以上的一些缺点,充分利用了单片机CPU 的高速强大的计算及可编程功能,实现了电阻、电容、电容测量的精度和部分智能化等特点,而且操作方便。

课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：信息工程学院题目: 简易电阻、电容和电感测试仪设计初始条件：LM317 LM337NE555 NE5532STC89C52 TLC549 ICL7660 1602液晶要求完成的要紧任务:一、测量范围：电阻 100Ω-1MΩ；电容 100pF-10000pF；电感 100μH-10mH。

二、测量精度：5%。

3、制作1602液晶显示器，显示测量数值，并用发光二级管别离指示所测元件的类别。

时刻安排：指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：__________ 年月日目录摘要 (3)ABSTRACT (4)一、绪论 (5)二、电路方案的比较与论证 (5)电阻测量方案 (5)电容测量方案 (7)电感测量方案 (8)3、核心元器件介绍 (10)LM317的介绍 (10)LM337的介绍 (11)NE555的介绍 (11)NE5532的介绍 (13)STC89C52的介绍 (14)TLC549的介绍 (16)ICL7660的介绍 (17)1602液晶的介绍 (18)4、单元电路设计 (20)直流稳压电源电路的设计 (21)电源显示电路的设计 (21)电阻测量电路的设计 (22)电容测量电路的设计 (23)电感测量电路的设计 (24)电阻、电容、电感显示电路的设计 (25)五、程序设计 (26)中断程序流程图 (26)主程序流程图 (27)六、仿真结果 (27)电阻测量电路仿真 (27)电容测量电路仿真 (28)电感测量电路仿真 (28)7、调试进程 (29)电阻、电容和电感测量电路调试 (29)液晶显示电路调试 (29)八、实验数据记录 (30)心得体会 (31)参考文献 (32)附件 (33)附件1：电路图 (33)附件2：元件清单 (34)附件3：程序代码 (35)附件4：实物图 (45)摘要近几年来，电子行业的进展速度相当快，电子行业的公司企业数量也不断增多。

简易电阻、电容和电感测试仪的设计一、任务设计并制作一个简易电阻、电容和电感测试仪系统，包括测量、控制与显示三部分。

其中测量电路包括：被测电阻，被测电容，被测电感，其中包括模拟快关、整形、分频等部分；显示电路包括：二极管的显示、数字显示；控制电路括：按键的选择测量电路与单片机的控制部分。

二、要求1、基本要求（1）测量范围：电阻100Ω～1MΩ；电容100pF～10000pF；电感100μH～10mH。

（2）测量精度：±5% 。

（3）制作4位数码管显示器，显示测量数值。

示意框图2．发挥部分（1）扩大测量范围；（2）提高测量精度；（3）测量量程自动转化。

3 评分标准项目得分基本要求设计与总结报告：方案设计与论证、理论50 计算与分析、电路图，测试方法与数据结果分析实际完成情况50发挥部分完成第（1）项9 完成第（2）项9 完成第（3）项12 特色与创新20摘要：本文先对设计功能及要求进行了阐述，然后提出要完成该功能的设计方案，最后综合考虑之后选定方法，再对电阻，电容，电感的测量电路进行设计。

本设计是利用单片机来实现测试的，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，从而实现各个参数的测量。

在电阻的测量电路中，我们把它分为两档来进行测量，并用单片机来驱动继电器以实现，这样，一方面测量精度较高，另一方面便于使仪表实现智能、自动化。

关键词：单片机 555多谐振荡电容三点式继电器In this article, the function and the requirement of design were introduced, and then puts forward to want to complete the function, the design of the last comprehensive consideration selection methods, and then a resistor, capacitor, inductor measurement circuit design. This design is to realize the test using single chip computer, of which the resistor and capacitor is used more than 555 resonance swing circuitry, and inductance is produced according to the capacitance SanDianShi, so as to realize the measurement of each parameter. In the resistance and capacitance measurement circuit, we put it into two files to make the measurement, and single chip microcomputer to drive the relay to realize, so that, on the one hand, has high accuracy, on the other hand to make intelligent instrument and automation.Key words: more than 555 single chip microcomputer chip oscillation capacitance SanDianShi relay一、系统方案论证1.1 电阻测试模块电路方案一:电阻分压法。

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I IABSTRACTWith 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 shockII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 (2)1.3本设计所做的工作 (3)1.4本论文的结构安排 (4)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)3.1MCS-51单片机电路的设计 (7)3.2LED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)4.1I/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)5.1PROTEL99SE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)参考文献 (36)III附录 (37)附录一系统原理图及PCB (37)附录二源程序 (39)IV1 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。

编号：毕业设计题目：电阻、电容、电感测试仪院（系）：应用科技学院专业：电子信息工程题目类型：☐理论研究☐实验研究☑工程设计☐工程技术研究☐软件开发在使用电子元器件时，首先需要了解参数。

采用传统的仪表进行测量时，首先要从电路板上焊开器件，再根据元件的类型，手动选择量程挡位进行测量，这样不仅麻烦而且破坏了电路板的美观。

基于单片机控制实现的RLC测量仪可以在线测量、智能识别、量程自动转换等多种功能，大大提高测量仪的测量速度和精度，扩大了测量范围。

因此这种RLC测量仪既可改善系统测量的性能，又保持了印刷电路的美观，较传统的测量仪还具有高度的智能仪和功能的集成化，在未来的应用中将具有广阔的前景。

本课题主要研究内容为设计一个基于单片机的RLC智能测量仪器，能够智能地识别出待测元件是电容、电感还是电阻；能精确测量出电阻、电容、电感的参数值，同时还能加入语音播报的功能；可以实现量程电阻的自动转换，无须人工选择档位；对测量仪进行扩充后还实现了二极管、三极管的测量。

关键词：RLC测量仪；AT89S52；NE555In the use of electronic components, the first need to understand ing the traditional instrument to measure, the first circuit board from a welding device, according to the type of components, manually select range Shift to measure, this is not only troublesome but also undermine The appearance of the circuit board. Based on SCM control to achieve the RLC-measuring instrument can measure, intelligent identification, range automatic conversion, and other features, thereby greatly increasing the meter measuring speed and accuracy, expanded the range. So this RLC measuring instrument can improve the performance measurement system, and maintain the appearance of the printed circuit, the more traditional measuring instrument also is highly intelligent and functional instrument of integration and application in the future will have broad prospects.The main topics for the design of research has been based on the RLC SCM smart measuring instruments, smart and able to identify components under test is capacitors, inductors or resistance; can be accurately measured resistors, capacitors, inductors of the parameters, while adding V oice of the broadcast function can be automatically converted range of the resistance, not artificial selection stalls; measuring instrument to carry out the expanded also to achieve the diodes, transistors measurement.Key words：RLC meter;AT89S52;NE555目录引言 (1)1 硬件电路 (2)1.1 设计要求 (2)1.2 电路方框图及说明 (2)1.3 各部分电路设计 (2)1.3.1 电阻测量电路 (2)1.3.2 电容测量电路 (3)1.3.3 电感测量电路 (4)1.3.4 多路选择开关电路 (4)1.3.5 按键及显示电路 (5)1.3.6 单片机模块 (6)1.3.7 量程选择模块 (7)1.3.8 电源模块 (8)2 软件部分 (8)2.1 主程序流程图 (8)2.2 程序清单 (9)3 相关元器件 (19)3.1 元件清单 (19)3.2 AT89S52资料 (20)3.3 ICM7218资料 (31)3.4 74LS390资料 (32)3.5 CD4052资料 (32)3.6 NE555资料 (33)3.7 共阳4位LED数码管资料 (39)3.8 三极管相关资料 (40)3.9 三端稳压管LM7805资料 (41)3.10 继电器资料 (42)4 调试总结 (43)5 结论 (44)谢辞 (45)参考文献 (46)附录 (47)引言测量电子元器件集中参数R、C、L的仪表种类较多，方法也各有不同，但都有其优缺点。

元器件参数测量仪的设计1 ．加深对电路分析、摹拟电路、数字逻辑电路、微处理器等相关课程理论知识的理解；2．掌握电子系统设计的根本方法和普通规则；3．熟练掌握电路仿真方法；4．掌握电子系统的制作和调试方法；1．设计并制作一个元器件参数测量仪。

2．〔根本要求〕电阻阻值测量， *围： 100 欧~1M 欧；3．〔根本要求〕电容容值测量， *围： 100pF~10 000pF；4．〔根本要求〕测量精度：正负 5% ；5．〔根本要求〕 4 位显示对应数值，并有发光二极管分别指示所测器件类型；6．〔提高要求〕增加电感参数的测量；7．〔提高要求〕增加三极管直流放大倍数的测量；8．〔提高要求〕扩大量程；9．〔提高要求〕提高测量精度；10．〔提高要求〕测量量程自动切换；电阻电容电感参数测量常用电桥法，该方法测量精度，但是电路复杂。

也可为简化起见，电阻测量也可采用简单的恒流法，电容采用 555 定时电路；在现代化生产、学习、实验之中，往往需要对*个元器件的具体参数发展测量，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，比方：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。

现在国内外有不少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，体积小越来越小向来是他们不断努力的方向。

该类仪器的根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。

2.1 电阻测量方案方案一：利用串联分压原理的方案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R*和电阻 R 上的电压，记为 U 和 U0 * 0.方案二：利用直流电桥平衡原理的方案R 2根据电路平衡原理， 不断调节电位器 R 3，使得电表指针指向正中间， 再测量电位器电阻值。

简易数字式电阻电容和电感测量仪设计方案设计一个简易的数字式电阻、电容和电感测量仪可以分为以下几个步骤：1.设计测量电路：首先，需要设计一个测量电路，电路可以使用基本的电压和电流测量技术。

电阻测量可以使用恒流法或恒压法，电容测量可以使用充放电法或交流法，电感测量可以使用交流法。

根据选择的测量方法设计合适的电路。

2.选取合适的传感器：为了实现数字化测量，需要选择合适的传感器。

电阻可以使用电阻表，电容可以使用电容计，电感可以使用电感表。

根据需要选择合适的传感器并进行调试和校准。

3.连接传感器与微控制器：将选取的传感器与微控制器进行连接，确保传感器的输出信号可以被微控制器读取。

可以使用模拟输入通道或数字接口来连接传感器和微控制器。

4.编写微控制器程序：根据测量电路和传感器的特性，编写微控制器的程序，实现测量功能。

程序中需要包括对传感器信号的处理、测量结果的计算和存储等功能。

5.设计用户界面：为了方便使用，可以设计一个简单的用户界面。

可以使用液晶显示屏、按键或触摸屏等组件来实现用户界面。

用户界面可以用来选择测量类型、显示测量结果等。

6.调试和测试：将硬件和软件部分进行集成，并进行调试和测试。

确保测量准确性和可靠性，对测量仪进行必要的校准和调整。

总结：设计一个简易的数字式电阻、电容和电感测量仪需要选择合适的测量电路和传感器，采集传感器信号并经过微控制器处理、计算和显示。

同时需要设计合适的用户界面，实现用户操作和结果显示。

最后进行调试和测试，确保测量仪的准确性和可靠性。

电阻电感电容测试仪一、系统设计方案论证与选择1. 系统方案论证方案一. 采用谐振法: 要求较高频率的激励信号，不易测量阻抗值很小的电阻、电感和电容，不能满足本题精度高、测量范围广的要求。

方案二. 采用电桥法：精度高是电桥法的主要特点，被广泛应用。

但电桥法电路复杂且在测量的时候需要反复调整以达到平衡，测量时间长，很难实现快速的自动测试。

方案三. 采用伏安法: 这是传统经典的方法。

它的测量原理来源于阻抗的定义。

就是通过测量经过被测阻抗的电流相量和被测阻抗两端的电压相量，再经过比率便可得到被测阻抗的相量。

早期的伏安法难以实现高精度的测量，但如果采用低失真的正弦波和高精度A/D，加上MCU强大的计算能力和控制能力；另外，伏安法分为固定轴法和自由轴法，固定轴法要求相敏检波器的相位参考基准严格地与标准阻抗电压的相位相同,但是本法案却能很好实现，且电路简单。

比较论证：通过比较上述三种方案，方案三的优势明显，故采用方案三。

2. 控制部分方案一. 采用当前比较流行且价格便宜的51系列单片机。

51系列单片机发展到现在各项技术已经很成熟，可以满足一般的控制和数据处理功能，但此系列是8位机，处理速度慢，资源少，几乎不能满足本系统的要求，外围电路需要自己设计和制作，用起来不方便。

方案二. 选用Silicon Laboratories公司的C8051F020型号的单片机。

C8051Fxxx系列单片机是完全集成的混合信号系统级芯片，具有与8051兼容的微控制器内核，与MCS-51指令集完全兼容。

其片内集成了数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其他数字外设及功能部件。

其采用流水线结构，大大提高了处理能力，峰值性能可达25MIPS。

此外，其功耗低，FLASH存储器具有重新编程能力，可用于非易失性数据存储。

比较论证：结合题目的要求及C8051f020的优点，本系统采用方案二。

3. 正弦波信号发生器部分方案一. 采用DDS芯片AD9854.AD9854片内整合了两路高速、高性能正交D/A转换器通过数字化编程可以输出I、Q两路合成信号。

毕业设计（论文）任务书电气自动化专业级电气班设计（论文）题目：简易电阻、电容和电感参数测试仪的设计与制作学生姓名：起讫日期：年 4 月11 日年 5 月31 日指导老师：_ 职称_副教授__ 一、设计（论文）题目：简易电阻、电容和电感参数测试仪的设计与制作二、设计（论文）任务主要技术指标：1、设计任务：设计并制作一台数字显示的电阻器、电容器和电感器参数测试仪。

示意框图如下：电阻器电容器信号变换测试与显与处理示电感器直流电源频率2、设计主要技术指标：（1）、测量功能及量程范围电阻：100Ω—1MΩ 电容：100pF—10000pF 电感：100Μh—10mH （2）、测量精度显示为4 位LED有过量程指示；测量精度：±5三、设计（论文）基本要求：（包括：技术要求、工作要求、图纸要求、写作要求等）1、毕业设计（论文）要求（1）、资料收集，写出综述；（2）、电路原理分析；（3）、能够对做出的实物进行测量和调试。

（4）、写出测量的数据，并对所测得的数据进行分析。

（5）、能独立完成毕业设计（论文）课题所规定的各项任务，具有一定的综合分析问题和解决问题的能力，在毕业设计（论文）成果中能表现出某些自己的见解。

（6）、毕业设计（论文）说明书齐备，内容正确，概念清楚，条理分明，文章通顺，书写工整，图纸齐全，符合现行标准规定。

（7）、毕业设计（论文）成果必须采用计算机绘图，毕业设计（论文）说明书必须打印成册上交。

（8）、毕业答辩时能熟练地、正确地回答问题。

2、毕业设计（论文）内容评价、（1）完成情况：是否完成所给毕业设计（论文）题目的任务及完成的程度。

（2）、设计（论文）水平：分析、计算是否正确，资料引用正确与否，重点是否突出，图表是否符合标准，文字叙述是否简明清晰。

（3）、毕业设计（论文）方案的实用价值，对生产实际、科学技术发展的意义及作用。

（4）、毕业设计（论文）说明书的质量。

四、重点研究和解决的问题或指定的专题：1、重点研究的问题能够准确测量出电阻、电容、电感的数据，并使测量的数据误差小于技术参数2、重点解决的问题R、L、C 等参数的物理量到电量的转换；用汇编语言数据的算法，软件、硬件的调试和如何减小测量过程中的误差；单片机系统的设计与制作?濉⒂λ鸭 淖柿霞安慰嘉南祝?何立民主编.单片机应用技术选编（１）〔Ｃ〕北京：北京航空航天大学出版社，1993 －19992何立民主编.单片机高级教程.应用与设计〔Ｍ〕北京：北京航空航天大学生出版社，2002.83李广弟编.单片机基础〔Ｍ〕北京：北京航空航天出版社，1999.10 何立民编.MCS－51 系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术〔Ｍ〕北京：北京航空航天大学出版社，1999.64张毅刚等编. MCS－51 单片机应用设计〔Ｍ〕哈尔滨工业大学出版社出版，19905周良权等编.模拟电子技术基础〔Ｍ〕高等教育出版社，19936余永权编.ATMEL 89 系统Ｆlash 单片机原理与应用〔Ｍ〕电子工业出版社，19937全国大学生电子设计竞赛组委会.全国大学生电子设计竞赛获奖作品精选（1994-1999）〔M〕北京理工大学出版社，2003 年 3 月六、设计（论文）完成时应提交的文件：1、毕业设计说明书或论文2、毕业设计原件3、毕业设计任务书4、读书笔记七、进度计划安排：各阶段内容名称起止日期时间比例（）1 下达任务书、学生收集、熟悉资料2005/4/11～2005/4/17 1周2 毕业实习、设计调研2005/4/18～2005/4/22 1周3 总体设计2005/4/23～2005/4/27 1周 4 硬件设计2005/4/27～2005/5/3 2周 5 软件设计2005/5/4～2005/5/10 1周6 电路制作2005/5/11～2005/5/16 1周7 系统调试2005/5/16～2005/5/23 0.5 周8 设计说明书与图纸输出2005/5/23～2005/5/27 1.5 周9 总结、准备设计答辩2005/5/27～2005/5/30 0.5 周10 毕业答辩2005/5/31～2005/6/2 0.5 周八、其他摘要RLC 参数的测量在学习和工作中常常用到.电阻、电容、电感的测量有模拟指针式和数字式测量仪器模拟指针式测电阻、电容、电感速度快但是读数的偏差很大加之它的体积大不易携带.而数字式测量仪不紧速度快测量精度高还有体积小等特点.这些特点主要是使用了单片机这一智能芯片它集中完成了控制、测量、计算使的电路简单、可靠. 设计的原理是把R、L、C 转换成频率信号f，转换的原理分别是RC 振荡电路和LC 电容三点式振荡电路。

... . .元器件参数测量仪的设计一、课程目的1．加深对电路分析、模拟电路、数字逻辑电路、微处理器等相关课程理论知识的理解；2．掌握电子系统设计的基本方法和一般规则；3．熟练掌握电路仿真方法；4．掌握电子系统的制作和调试方法；二、设计任务1．设计并制作一个元器件参数测量仪。

2．（基本要求）电阻阻值测量，围：100欧~1M欧；3．（基本要求）电容容值测量，围：100pF~10 000pF；4．（基本要求）测量精度：正负5% ；5．（基本要求）4位显示对应数值，并有发光二极管分别指示所测器件类型；6．（提高要求）增加电感参数的测量；7．（提高要求）增加三极管直流放大倍数的测量；8．（提高要求）扩大量程；9．（提高要求）提高测量精度；10．（提高要求）测量量程自动切换；三、任务说明：电阻电容电感参数测量常用电桥法，该方法测量精度，但是电路复杂。

也可为简化起见，电阻测量也可采用简单的恒流法，电容采用555定时电路；1、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。

毕业设计（论文）选题基于单片机(89C51)的高精度电阻电感电容测量仪器的设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

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