基于单片机的rlc测量仪设计开题报告

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对于 每种 情况 ， 用 正 弦 信 号 发 生 器 产 号 ， １ Ｋ的 标 准 电阻 ， 电压 放 大 倍 数 为 ｘ １ 。 第 分 利 用 现 代 单 片机 技 术 ， 研 究 了基 于 单 片 生 两 个 正 弦 波 。 次 测试后 ， 上 层 根 据 相 位 的 正 负 判 断 被 机 的 智 能ＲＬ Ｃ测试 仪 ， 人 机 界 面 友好 、 操 作 以测 试 电 容 为 例 。 模拟产生２ 路 正 弦 信 测元件的类型 ： 相位差为 Ｏ 。 左右 ， 则 被 测元 方便 ， 具有十 分重要的意义 。 号： Ｒ ｓ 的 采样波 形为 。 。 （ ２ ｚ－ ）， 的 件 是 电 阻 ； 相位超前 ９ ０ ｏ 左右 ， 则 被 测 元 件
２ ． １利用 锁相环 （ Ｐ Ｌ Ｌ ） 技术 实现频 率合 成 琐 相 环频 率 合 成 的 基 本 原 理 如 （ 图５ ） 所 示， 其 中 鉴相 器（ Ｐ Ｄ） 、 环 路滤 波 器（ Ｌ Ｆ ） 和 压 压 降 为 ； 标 准 电阻为 凡 ， Ｂ 电 压 降 为 控 振 荡 器（ ｖｃ ｏ） 组 成 基本 琐 相 环 电路 。 其稳 ， 电路 中 电流 为 。 鉴 相 被 测 元 件 的 电压 降有 相 和 频 率 合 成 是 一 个 负 反 馈 的 过 程 。 效 值 为 ｕ， 标 准 电压 降 的有 效 值为
动 力 与 电 气 工 程
Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ ＆ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ ０ Ｌ ０ Ｇ Ｙ ． ２ ０ 。 １ ３ Ｎ Ｏ ． 。 ３ ４ ． Ｉ ｊ ２ 圆
基于单片机 的智能 Ｒ Ｌ Ｃ测试仪
赵 伟 光
（ 山东省 济宁 市技师学 院 山东济 宁 ２ ７ ２ ０ ０ ０ ）

学校代码11059学号：01本科毕业论文BACH ELOR DISSERTATION论文题目：简易 R、 L、C测量仪学位类别：工学学士学科专业：作者姓名：导师姓名：完成时刻：简易 R、L、C测量仪中文摘要在本设计里，采纳单片机89S52做为设计的操纵核心，89S52单片机是一款八位单片机，它的易用性和多功能性受到了广大利用者的好评。

由于单片机在频率计数时，计数的误差值超级的小，因此在本设计中，单片机的最要紧的一个作用确实是完成频率的计数。

通过搭建外围的电路，把所要求的电阻、电容、电感参数转换成频率信号f，转换的原理别离是利用RC振荡电路和LC电容三点式振荡电路。

用89S52单片机计数得出被测频率，通过必然软件编程，把该频率计算出各个参数值，将数据处置后，送显示部份显示，若是测量值不在频率范围内，通过软件操纵端口，通过继电器形成量程转换。

通过该电阻、电容、电感测量仪器的设计，本人大体了解和把握了如何运用单片机硬件和软件技术来完成一些小设计。

关于本人来讲，这是一次极为宝贵的体会。

关键词：RC振荡电路；LC电容三点式；89S52单片机；测量R、L、C measure instrumentAbstractIn this design，use of SCM 89S52 as the core design of control. SCM 89S52 is a 8 bit single chip computer. Its easily using and multi-function suffer large users . As SCM in frequency count, the count of error is very little .So in this design, SCM is the most important a role the frequency of complete count. Through the external structures of the circuit ,the resistance、the inductance and the capacitance are translated into frequency on account of RC surging circuit and LC surging circuit. Single chip was measured frequency and computed each parameter value from this frequency，Through the software programming, to calculate the frequency of various parameters, data processing, sent to show that some, if not measured frequency range, by software control port, through the formation of the relay range conversion.I know and grasp how to use 89S52 single chip computer technology to develop the R、L、C measure instrument through this practice. It's an extremely valuable experience to me.KEY WORD: RC surging circuit；LC surging circuit；89S52 single chip computer；measure instrument目录第一章系统的设计............................................ 错误!未定义书签。

本科生毕业设计（论文）开题报告
学号
学生姓名
系部
专业年级
指导教师
职称
设计（论文）题目
简易RLC测量仪的设计和实现
本课题国内外研究动态及意义：
一、课题研究动态
早在1997年，中国航空工业总公司就研究出一种测量电阻、电容、电感的方法——等电位隔离方法，用于对在线的电阻、电容、电感元件实行等电位隔离。
目前国内外的RLC测试仪，硬件电路往往比较复杂，体积比较庞大，不便携带，而且价格比较昂贵。例如使用传统的阻抗法、Q表、电桥平衡法等方法测试RLC的过程中不够智能而且仪器体积笨重、价格昂贵，同时对外界的要求很高，测试操作过程中需要调很多参数，对初学者来说很不方便。当今社会，虽然对RLC的测试已经很成熟了，但是在操作方面，特别是智能化方面有待提高。充分利用现代单片机技术，研制出一种价格便宜和操作简单、自动转换量程、体积更小、功能强大、便于携带、人机界面友好的智能RLC测试仪，具有十分重要的意义。
拟解决的主要问题：
1.振荡电路的起振、干扰和波形处理的问题
2.BJT的选择问题。BJT的放大倍数不够则电路起振较难，不利于测试，具体BJT的选择需要靠实际测试确定。
3.振荡频率和晶振频率的选择问题。要考虑到振荡频率不能超过单片机的计数最高频率。
毕业设计(论文)研究方法、步骤及措施：
研究方法：
查找相关资料，设计满足要求的电路，选择合适的电子元器件完成硬件制作；结合硬件设计用C语言编程，编程过程中可查阅相关资料，文献等，可进行多次调整，直到设计达到最佳状态。
[8]王恩贵.采用单片机的便携式LRC参数测试仪.国外电子测量技术.2008年第10期.
[9]李华等．MCS-51单片机实用接口技术[M]．北京航空航天大学出版社．

基于AT89C52单片机控制的简易RLC测试仪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。

感谢
•ห้องสมุดไป่ตู้
感谢老师在课题研究中所给予的帮助。
• 在论文完成过程中，还得到了实验室 老师和同学的热心帮助，本人向他们表示 深深的谢意！
• 最后向在百忙之中评审本文的各位老 师表示衷心的感谢！
测量Lx的电容三点式振荡电路
1 2 LC
测量范围：100µH～10mH
AT89S52单片机
• 频率计数； • 参数的计数； • 复位； • 送入显示。
系统的软件设计
•
主要是以单片机为核心，实现对频率计数，并通过频
率计算出相应的参数值，并送入显示。
主要流程图
N 是R键否 Y
测量电阻的程序
开始 初始化 显示0000 调显示程序 键盘扫描程序 N 是C键否
Y 测量电容的程序
N 是L键否 Y
测量电感的程序
总结
•
在做本次课程设计的过程中，我感触
最深的当属查阅大量的设计资料了。为了
让自己的设计更加完善，查阅这方面的设
计资料是十分必要。
• 其次，在这次课程设计中，我们运用 到了以前所学的专业课知识，如：C语言、 模拟和数字电路知识等。在学习的过程中 带着问题去学习，这是我做这次课程设计 的又一收获。
设计原理
• 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。通过单片机计数得出被测频率， 再通过该频率计算出各个参数。把R、L、C 的值送数码管显示相应的参数值。利用编 程实现量程自动转换。
RLC测量仪的示意框图
电路简化
RX
RC振荡电路
单片机
显示
CX
RC振荡电路
本科毕业论文答辩
简易RLC测量仪的设计与实现

2009年苏州地区"AMD"杯高校大学生电子设计竞赛设计报告题目：简易RCL测量仪（A）队号：09037摘要本作品基于MSP430F149单片机为控制和处理平台，实现了简易RCL测量仪的功能，具有测量精度高、自动识别器件的优点。

该测量仪是把电子元件的参数R、C、L转换成频率信号F，经过多路选择开关，然后用单片机计数后再运算求出R、C、L，并送入显示。

频率转换原理分别是RC振荡和LC三点式振荡。

AbstractBased on the control of MSP430F149 single-chip processing platform，this work achieves a simple function of RCL meter with high measurement accuracy, and the advantages of automatic identification devices. The measuring instrument can change the parameters R, C, L of the electronic components into the frequency signal F, after a multi-way selector switch, and then is used to derive single-chip count after the operation R, C, L, and sent to indicate. This frequency principles are the RC oscillation principle and LC three-point oscillation.一、方案设计与论证测量电子元器件集总参数R、C、L的仪表种类较多，方法也更有不同，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。

摘要本设计以MSP430F149单片机为核心，由正弦波发生、信号电压提升、分压及差分放大等功能模块组成。

采用基于伏安法测阻抗的自由轴法，通过对待测阻抗Zx 和标准阻抗Zs 两端的电压精确采样计算实现了对电阻电容和电的高精度测量，同时也能对电感品质因数和电容损耗系数进行测量。

关键词：MSP430F149，自由轴法，测量，高精度 一、方案论证常用的RLC 参数的测量方法主要有电桥法、谐振法和伏安法三种。

电桥法具有较高的测量精度，被广泛采用，现已派生出许多类型。

但电桥法测量需要反复进行平衡调节，测量时间长，很难实现快速的自动测量。

谐振法要求较高频率的激励信号，一般不容易满足高精度的要求。

由于测试频率不固定，测试速度也很难提高。

伏安法是最经典的方法，它的测量原理来源于阻抗的定义。

即若已知流经被测阻抗的电流相量并测得被测阻抗两端的电压，则通过比率便可得到被测阻抗的相量。

显然，要实现这种方法，仪器必须能进行相量测量及除法运算。

本着扩大测量量程、提高测量精度的原则，我们采用了基于伏安法测阻抗的自由轴法。

二、总体思想自由轴法的基本思想是：待测阻抗Zx 和标准阻抗Zs 串联，严格要求被测参数矢量在X 、Y 坐标轴上投影准确正交，然后分别测出待测阻抗、标准阻抗两端的矢量电压Ux 和Us 在直角坐标X 、Y 轴上的分量，最后送入单片机经过四则运算即可求出最后结果。

本设计系统框图如图1所示。

信号发生电路产生的正弦波加在被测阻抗与标准阻抗上，分压后经过差分放大电路分别得到两阻抗上的电压值。

因为单片机只能正确采样0~5V 之间的电压，而输入的信号是正弦信号，因此在将其送入单片机之前进行电压提升，使正弦信号任意时刻的电位均大于或是等于0。

分压后的正弦信号送入单片机进行正交采样计算求得待测阻抗值，并显示结果。

矢量电压值分两次测量，先测量实部，然后测量虚部。

即在任一时刻采样得到信号瞬时值U1，然后经过1/4周期（相当于相移π/2）采样得到瞬时值U2，则可以得到21,21jU U U jU U U s x +=+= 其测量矢量图如图2所示。

毕业设计（论文）开题报告题目名称：基于微处理器的电容电感测试系统的设计学院名称：电子信息学院班级：测控082学号：200800454216学生姓名：齐少鹏指导教师：贺焕林日期：2012-2-22目录1课题研究意义和目的 (1)2 国内外该方向研究现状及分析 (1)3 系统总体方案论证 (1)3.1方案比较 (1)3.2方案论证 (2)4系统硬件设计 (2)4.1 系统电路方框图及说明 (2)4.2 RC测量电路 (3)4.3 电容三点式振荡电路 (4)4.4 各部分测试电路 (4)5 系统软件设计 (5)5.1 主程序流程图 (5)5.2 测量子程序流程图 (6)6实施计划 (7)7系统拟解决问题 (7)8主要参考文献 (7)1.课题研究意义和目的目前，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。

另外，随着测量技术的飞速发展以及人们对电参数的测量精度要求的提高，目前教学实验中普遍采用的数字式万用表已不能满足测量要求，因此设计可靠，安全，便捷，测量精度更高的电阻，电容，电感测试仪具有广泛的使用价值和应用前景。

在目前的生产制造业中,与传统的手动交流电桥相比,数字LRC阻抗测量仪因其测量性能稳定可靠,无需进行反复的、复杂的手动平衡,还可以减少测量误差和结果计算,故已被越来越多地被应用于交流阻抗参数的测量。

要保证LRC阻抗测量仪测量准确度,对其性能的考核就显得尤为重要。

2.国内外研究现状及分析当今电子测试领域，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。

国内外电阻、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。

1.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。

2.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。

毕业设计（论文）开题报告书课题名称RLC测量仪设计学生姓名杨妙学号0941201056系、年级专业09测控技术与仪器指导教师林立2012年12月30日一、课题的来源、目的、意义（包括应用前景）、国内外现状及水平1课题的来源目前，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。

另外，随着测量技术的飞速发展以及人们对电参数的测量精度要求的提高，目前教学实验中普遍采用的数字式万用表已不能满足测量要求，因此设计可靠，安全，便捷，测量精度更高的电阻，电容，电感测试仪具有广泛的使用价值和应用前景。

2课题研究的目的及意义在目前的生产制造业中,与传统的手动交流电桥相比,数字RLC阻抗测量仪因其测量性能稳定可靠、无需进行反复的、复杂的手动平衡,还可以减少测量误差和结果计算,故已被越来越多地被应用于交流阻抗参数的测量。

要保证RLC阻抗测量仪测量准确度,对其性能的考核就显得尤为重要。

3国内外研究现状目前国内外已有很多厂家做出了RLC测试仪，国外的厂家主要有台湾固伟、日本日置、美国的安杰伦、惠普和福禄克等，其中以安杰伦和福禄克做得更为出色，它们的产品体积小、基本精度可达到0.1%，测试频率的范围可以从十几赫兹到达几十兆赫兹并且有多种测试频率可供选择，测试速度也很快。

国内的厂家主要有上海仪器仪表研究所、重庆茂丰工贸、苏州协锐电子和常州同惠电子等。

国内厂家所生产的RLC测试仪体积相比国外厂家要大一些，外形多为一长方体，而国外的多为一手持测试表；测试频率的范围一般从几十赫兹到达100kHz且可供选择的频率种类也相对少些，基本精度可达到0.25%，测试速度与国外仪器相当。

纵观国内外情况，我们可以看出RLC测试仪的开发有二个发展趋向:(1)对各种类型的电子产品进行日常维护、监测，使得其向小型化、便携式、通用化方向发展。

(2)向连续、在线、实时的状态监测和故障诊断系统方向发展。

产生的频率， 同时 也 得 到 被 测 Ｒ／ Ｃ ／ Ｌ 的 频 这 一 段 单 片 机 计 数 的 高 精 度 范 围 内 ， 需 系统初 始化工作完成后 ， 应 先 判 断 是 否 有 率。 同时 经 过 单 片 机 内 部 的数 据 转 换 ， 同 时 选 择 合 适 的 Ｃ 和 Ｒ的 值 。 第 一 个 量 程 选 择 按 键 需 要 按 下。 举 例 来说 ， 在我 们 测 量 电阻 送 到 数码 管 进 行 实时 显 示 。 Ｒ－ － ２ ０ ０ Ｑ， Ｃ＝ ０ ． ２ ２ Ｆ ， 第 二个 量 程 选 择 时， 在 经过 Ｒｃ 振 荡 电 路 便 会将 电阻 转 换 为 １ ． ２ 设 计 方 案 Ｒ ＝２００ ｋＱ ．Ｃ＝ １ ０Ｏ０ ｐＦ。 频率ｆ ， 按 照测 量 电 阻 的 公 式 进 行 计 算 ， 并 在 此 设 计 方 案 中， 系 统 主 要 分 为控 制 电 第一 个量 程 中， Ｒ ＝ ２ ０ ０ ｏ时 且 采 用 单 片 机 的 软 件 编 程 程 序 ， 便 可 以 计 － １ Ｉ ● ４ ４３ 路、 测 量 电 路 和 通 道 选 择 三个 部 分 ， 当在 测 算 出其 电 阻 值 并 将 其 显 示 在 数 码 管上 。当 （ ｉ ｎ２ ） ｃ（ Ｒ－ ４ － ２ ｒ ） ０ ２ ２×ｌ ０ × （ ２ ｏ ０＋４ ０ ０ ） 量 电路 中放 入被 测 元 件后 ， 在 整 形 电路 和振 量 程 不 足够 时 ， 为 保 证 测 量 工作 的 有 序 进 荡 电 路 中所 产 生 的 具 有 固定 频 率 的 矩 形 波 ≈ １ ９３ ｋＨｚ 行， 单 片 机便 会 自动转 换 为 大 量程 。 就 会 被 传 送 到 单 片 机 中。之 后 ， 单 片 机 会 根 第 二个 量 程 中 ， Ｒ ＝ ２ ０ ０ ｋ Ｑ时 电容、 电感 以 及电 阻它们 都 是 在 转 换 完 据相 应的通道 ， 将 两 位 地 址 信 号 传 送 给 模 ， 面 面 １ ＝ 丽 １ ． ４ ４ ３ 丽 成 频 率后 ， 才能 够 准确 的计 算 出其值 ， 所以， 拟开关 ， 同时得到相应的振荡频率 ， 之 后 便 ㈣ ） ｃ（ Ｒ＋２ ） ｌ ｘｌ ｘ（ ２ ｏ ×１ Ｏ 十４ × ｌ Ｏ ） 此 次 设 计工 作 的软 件 核 心 就 是 对 周 期 和 频 可 以 判断 是 否 需 要 转 换 量 程 了， 而 在 单 片 机 ３． ４ ４ ｋＩ － Ｉ ｚ 率 的 测 量 工作 ， 并 且设 计 的 精度 会 受 到其 精 中也 可 以对 数 据 进行 分析 和处 理 ， 同样 也 能 通常 情 况 下 ， ＲＣ振 荡 的 稳 定 度 都 可 以 度 的影 响。 通 过 单片 机 的 计数 和 计 时 功 能 ， 得 到 各类 参 数 值 ， 再 送 至 数码 管 进 行 实 时显 达 到１ ０ ， 那 么 即 使 单 片 机 在 测 定 频 率 时 便 可以 准确 的计 算 出相 应的周 期和 频 率。 示。 测 量 不同 属性 的 元 件 必须 事 先 在 电 路上 出现 了误 差 ， 其 误 差 也 最 多是 一 个 脉 冲 ， 因

(5) 对测量仪进行扩充后还实现了二极管、三极管的测量。
由此可见，此测量仪具有高度的智能化和集成化，可精确地对元器件参数进行测量，这正符合当今测量仪器的发展趋势，他将具有广阔的应用前景。
1 硬件电路设计
此测量仪硬件设计思路。
由于PIC单片机只能正确采集0～5 V之间的电压，而输入的信号是正弦波信号，因此在将此正弦信号送入单片机之前需对其进行电位提升，使整个正弦信号任意时刻的电位均大于或等于0。另外本测量仪具有量程自动转换和增益自动可控的特点，实现电路。
图2中U1(CD4051)是一个单刀八掷的模拟开关，用以完成量程电阻挡位的转换；U2(CD4052)是一个双刀四掷的模拟
4 结 语
本文设计了一种基于PIC单片机的RLC智能测量仪，其主要功能如下：
(1) 能够智能地识别出待测元件是电容、电感、还是电阻。
(2) 能精确测量出电容、电感、电阻的参数值。
(3) 可以实现量程电阻的自动转换，无须人工选择档位。
(4) 当测量正弦信号的幅度过小时，可以自动实现增益放大，从而不影响精度。
这样通过程序控制单片机与74LS273相接端口的高低电位，就可以控制模拟开关选择不同的通道，从而实现自动的量程档位转换和增益控制。
2 软件程序设计
本测量仪的测量原理是以正交采样为基础。首先选用频率恒定的正弦信号作为标准测量信号，然后用待测元件和基准电阻串联对测量信号进行分压，最后由单片机分别对待测元件和基准电阻分压后所得的信号进行正交采样处理。
由于流过电容或电感的电流与其两端的电压存在90°的相位差，因此只需在任一时刻采样得到交流信号瞬时值V1，然后相移90°，再采样得到瞬时值V2，就可用V1和V2表示完整的交流信号：V2=V1+jV2。

摘要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；NE555AbstractIn 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 (33)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。

嵌入式系统期末考试RLC自动测量仪设计院系：物理与电子信息学院班级：电子信息科学与技术0811班学号：08111020姓名：刘稳RLC自动测量仪设计摘要:本文设计的 RLC测量仪是一种以AT89C51单片机为基础的自动测量电阻R、电感L、电容C等参数的智能元件参数测量仪器。

该测量仪通过把电路参数转化为频率，然后通过单片机对得到的频率进行处理并用数码管显示出来。

该测量仪具有体积小，携带方便，操作简单等特点。

关键字：RLC测量,51单片机，电容三点式一、需求分析1.1.1引言经过几十年，特别是近十几年的建设与发展，我国仪器仪表行业已经初步形成产品门类品种比较齐全，具有一定生产规模和开发能力的产业体系，成为亚洲除日本以外第二大仪器仪表生产国。

而数字化测量技术则已经成为数字化制造技术的一个不可或缺的关键组成部分，采用适度先进的信息化数字测量技术和产品来迅速提升我国装备制造业水平，是当前一个重要的发展方向。

目前测试仪器的发展趋势是数字化、智能化、计算机化和集成化。

1.1.2背景由于科技的发展,生产力水平的不断提高,人们对多功能测试仪器的需求量日益增大。

现在市面上的测试仪大多数价格昂贵，体积较大，不适宜用于需要移动测量的场合和野外作业难以普及推广。

而有部分测试仪虽然价格低廉,小巧易带,但功能单一,测量的范围和精度都难以达到多数应用场合的要求,也难以普及推广.本文设计出一专门用于测量电阻、电感、电容的小型的电阻、电感、电容测试仪。

整个系统采用单片机智能控制，进行数据的分析处理和运算，能够对数据做出快速正确的处理。

1.1.3设计要求设计一个自动RLC测试仪，能够自动测量电阻、电容和电感的参数并用数码管显示。

测量范围：电阻： 10Ω～10000Ω 电容：10pF ～10000pF 。

电感：1mH ～100mH 。

测量精度：±5%制作6位数码管显示器，显示测量数值，并用二极管指示所测元件的类型和单位。

基于51单片机的RLC测量仪的设计与实现【内容摘要】为实现RLC测量操作简洁化、携带便携化和价格低廉化等性能。

文设计了一款基于51单片机的RLC测量仪系统。

系统由STC89C52单片机、NE555芯片、CD4052开关、LCD1602显示器以及LC震荡电路组成。

经测试结果表明：该系统具有测量电阻，电容以及电感等功能，电阻测量范围100Ω~1M Ω，电容测量范围100pF~10000pF，电感测量范围100uH~1000mH；测量精度：±5%，具有较好的应用价值和参考意义。

【关键字】STC89C52；NE555；CD4052；LCD162；电容三点1前言1.1课题研究背景现如今在电子测试方面，电阻，电容和电感的测量在测试技术和产品研发应用得非常普遍，国内外电阻、电容和电感测试发展历史悠久，方法多如牛毛，本文整理了一些常用的方法，如下：电阻测量按照其产生恒流源的方法分为三种：电位降法、比例运算器法以及积分运算器法。

比例运算器法测量的缺陷为误差稍大，积分运算器法更适合用于高电阻的测量。

经典的电容测试有两种方式，一种是谐振法，另一种是电桥法，尽管谐振测试法电路具备测量简单，速度快的优势，但是精度低；电桥测试法则是具有测量精度高的有点，但是速度慢。

在数字化测量的高速发展下，电容的测量在速度和精度上有很大的提高，然而电容最常用的数字化测量方法则是恒流法与比较法。

电感测量最为常用的是交流电桥法，尽管交流电桥法能够比较准确的测量出电感值，然而该法不仅交流电桥的平衡过程复杂，难以调节，而且由测量Q 的值去确定电感的方法误差较大。

在数字化测量的影响下，相关技术人员又研发出电感的数字化测量的便捷方法，最为常用是时间常数法和同步分离法。

1.2国内外发展现状纵横国内外，有很多测试厂家一直致力于RLC测试仪的研发生产，国际的测试厂家主要产品有美国的安杰伦、惠普和美的福禄克、日本本置等，其中产品做得更为优秀的以安杰伦和惠普福禄克系列为主，其公司生产的测试产品不仅体积小、基本精度可达到0.1%、测试频率的应用范围由十几赫兹扩展到达几十兆赫兹并且用户可选择多种方式测试运行频率，测试速度也非常快。

开题报告一选题的依据和意义当今信息技术已经成为推动科学技术和国民经济高速发展的关键技术。

如何用先进的信息技术来提升、改造我国的传统制造业、实现生产力跨越式发展的战略结构调整，是装备制造业面临的一项紧迫任务。

测量技术则是这信息化制造技术的关键和基础。

目前，随着集成电路技术和单片机技术的发展，测量仪器的发展已趋向小型集成化和智能数字化。

而且采用单片机技术构成的电子系统可以获得传统测量方式无法比拟的优越性，如缩小体积、减轻重量、降低功耗提高可靠性等。

故已广泛应用于科学领域和生产生活的各个方面电阻、电容、电感是电工领域中最基本的物理量，几乎成为现代整机产品中不可或缺的分立元器件。

因此，无论是对电容生产厂商或整机设计维修工程师来讲，RLC参数测量仪这种可广泛用于电阻、电容的参数测量和元件筛选，以及电路板分立元件在线参数测量与分析的测量仪器便不可或缺了。

随着工程技术要求的提高，对RLC 测量仪的测量精准度以及性能稳定性提出了更高的要求。

传统的电路元件参数测试，电路调节需手动控制，而且需要调节的范围较宽，其电路平衡的判断很难实现智能化；测试过程中往往需要调节很多参数，对周围环境要求高。

现在市面上的RLC参数测试仪大多数是和专门的函数信号发生器捆绑在一起，大多价格昂贵，体积较大，不适宜用于需要移动测量的场合和野外作业。

国外公司如惠普已生产出先进的RLC测试仪器产品，其功能、精度和可靠性均已达到很高的水平，但其价格十分昂贵，只能供大公司和研究所使用,难以普及推广。

而有部分测试仪虽然价格低廉，小巧易带，但功能单一，测量的范围和精度都难以达到多数应用场合的要求。

本次设计的RLC参数测量仪器正是利用单片机技术，具有操作简单、自动量程转换、体积小、受外界环境影响小、功能强大、价格低廉等特点，具有较好的市场前景。

二选题研究的基本内容目前，测量电路参数R、L、C 的仪表种类多种多样，其方法也不尽相同。

这些方法都有其实用性，但是随着工程技术要求的提高，它们的弊端也越来越明显。

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................................................................................... 错误!未定义书签。

#include "51.h"#include "cry12864.C"#include "cry12864.h"#include "key.c"#include "kaishi.c"#define TIMER 32768//引用外部变量的声明extern unsigned int key_val;extern unsigned char key_Flag;unsigned long Cap_Tar=0,cap_first=0,cap_last=0,pulse=0,time=0,Value,Lf,F; double R=0,CZ,L,f;unsigned char flag=0;/***********时钟设置************/void Init_clk(){ unsigned char i;do {IFG1 &= ~OFIFG; // 清除振荡器失效标志for(i = 0Xff;i > 0;i--); // 稳定时间}while((IFG1 & OFIFG) != 0); // 如果振荡器失效标志存在BCSCTL2 |=SELM_2+SELS; // SMCLK ＝LFXT2CLK}/*********捕获设置**********/void Init_cap(){ P1DIR&=~BIT3;//P1.3输入P1SEL|=BIT3;//p1.3复用为TA0TACCTL2=CM_2+SCS+CCIS_0+CAP+CCIE;//下降沿捕获+同步捕获+CCIxA(P1.3)+捕获模式+捕获中断使能CCR0=TIMER;TACTL=TASSEL_1+MC_1+TAIE+TACLR;//时钟源ACLK+增计数模式+TAIFG中断请求使能}//timer_B设置。

void Init_TB(){ P1DIR=0xfe;P1SEL|=BIT0; //闸门法测频输入口为P1.0TBCCTL0 = CCIE; //使能CCR0中断TBCCR0 = 1023; //设定周期0.25STBCTL = TBSSEL_1 + ID_3 + MC_1; //定时器b的时钟源选择ACLK，增计数模式CCTL0=CCIE;TACTL = TASSEL_0+MC_2; //外部引脚TACLK信号+连续计数模式TAR=0;}/****************显示界面********************/const uchar hang1[] = {"R L C 测量："};const uchar hang2[] = {"电阻请按:1"};const uchar hang3[] = {"电容请按:5"};const uchar hang4[] = {"电感请按:9"};/***************测量界面********************/const uchar hang5[] = {" 100~20KΩ请按:2"};const uchar hang6[] = {" 20K~15MΩ请按:3"};const uchar hang7[] = {"R= "};const uchar hang8[] = {"退出测量请按键13"};const uchar hang9[] = {"101p~104pF请按:6"};const uchar hang10[] = {"104pF~47uF请按:7"};const uchar hang11[] = {"C= "};const uchar hang12[] = {"退出测量请按键13"};const uchar hang13[] = {"电感: uH"};const uchar hang15[] = {"返回电阻测量键1:"};const uchar hang16[] = {"返回电容测量键5:"};const uchar hang14[] = {" 退出测量请复位"};const uchar hang17[] = {"电阻KΩ"};/***************************主函数*************************/void main( void ){ P6DIR=0xff;int K;WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // Stop watchdog timer to prevent time out resetInit_clk(); //初始化时钟Ini_Lcd(); //初始化液晶Init_Keypad(); //初始化键盘端口huanying();Disp_HZ(0x80,hang1,6);Disp_HZ(0x90,hang2,5);Disp_HZ(0x88,hang3,5);Disp_HZ(0x98,hang4,5);while(1){ Key_Event();Check_Key();if(key_Flag==1){key_Flag=0;K=key_val;}/**********电阻计算**********/if(K==1){ P1DIR=0xff; //关闭P1口防止干扰P1OUT=0xff;Init_cap(); //初始化CAPTBCCTL0 =~ CCIE; //关闭CCR0中断double Rc=0,RA=0;Disp_HZ(0x80,hang5,8);Disp_HZ(0x90,hang6,8);Disp_HZ(0x88,hang7,8);Disp_HZ(0x98,hang8,8);_EINT(); //打开中断while(1) {Key_Event();Check_Key();if(key_Flag==1){ key_Flag=0;K=key_val;}if(K==2) //电阻第一档100~20K欧姆显示Ω{P6OUT=0xe6;Rc=1;RA=1000;const uchar hang22[] = {" Ω"};while(flag){ _DINT();flag=0; //清楚捕捉标志f=pulse;R=1.4427/((Rc*1e-6)*f)-RA;R=R*100;R=R/2;if(R<11000){ R=R-R*0.07; }if(R>17000&&R<30000){R=R+R*0.08; }Value=(unsigned long)(R);Disp_ShuZhi(0x89,Value);Disp_HZ(0x8e,hang22,2);Init_cap(); //初始化CAP_EINT();}}else if(K==3) //电阻第二档20K欧姆显示KΩ{P6OUT=0xe7;Rc=10;RA=20;const uchar hang22[] = {" KΩ"};while(flag) { _DINT();flag=0; //清楚捕捉标志f=pulse;R=1.4427/((Rc*1e-6)*f)-RA;R=R*100;R=R/2;if(R>120000){ R=R-R*0.12; }Value=(unsigned long)(R);Disp_ShuZhi(0x89,Value);Disp_HZ(0x8e,hang22,2);Init_cap(); //初始化CAP_EINT();}}if(K==13){_DINT();f=0;pulse=0;Value=0;TAR=0; break;}}}/*************电容计算************/else if(K==5){P1DIR=0xff; //关闭P1口防止干扰P1OUT=0xff;Init_cap(); //初始化CAPTBCCTL0 =~ CCIE; //关闭CCR0中断double R1=0,R2=0;Disp_HZ(0x80,hang9,8);Disp_HZ(0x90,hang10,8);Disp_HZ(0x88,hang11,8);Disp_HZ(0x98,hang12,8);_EINT(); //打开中断while(1){ Key_Event();Check_Key();if(key_Flag==1){ key_Flag=0;K=key_val; }if(K==6)//电容第一档100~10000pF{P6OUT=0xef;R1=1000;R2=1000;const uchar hang23[] = {"pF"};while(flag){_DINT();flag=0; //清楚捕捉标志f=pulse;CZ=1.4427/((R1+2*R2)*f);CZ=CZ*100*1e+9;if(CZ<90000){CZ=CZ-CZ*0.24;}Value=(unsigned long)(CZ);Disp_ShuZhi(0x89,Value);Disp_HZ(0x8f,hang23,1);Init_cap(); //初始化CAP_EINT();}}else if(K==7)//电容第二档0.1~47uF { P6OUT=0x6f;R1=990.4;R2=988.8;const uchar hang23[] = {"nF"}; while(flag){ _DINT();flag=0; //清楚捕捉标志f=pulse;CZ=1.4427/((R1+2*R2)*f);CZ=CZ*100*1e+9;if(CZ>=400000&&CZ<1000000){CZ=CZ-CZ*0.10;}if(CZ>=1000000&&CZ<2500000){CZ=CZ-CZ*0.15;}if(CZ>=4800000){CZ=CZ-CZ*0.17;}if(CZ>=9000000){CZ=CZ-CZ*0.28;}Value=(unsigned long)(CZ);Disp_ShuZhi(0x89,Value);Disp_HZ(0x8f,hang23,1);Init_cap(); //初始化CAP_EINT();}}if(K==13){_DINT();f=0;pulse=0;Value=0;TAR=0; break;}}}/*************电感计算************/ else if(K==9){P1DIR=0xff; //关闭P1口防止干扰P1OUT=0xff;//P6OUT=0xff; //关闭电阻和电容通道Init_TB(); //初始化TBDisp_HZ(0x80,hang13,8);Disp_HZ(0x90,hang14,8);Disp_HZ(0x88,hang15,8);Disp_HZ(0x98,hang16,8);_EINT(); //打开中断while(1) { Key_Event();Check_Key();if(key_Flag==1){ key_Flag=0;K=key_val; }while(flag){_DINT();flag=0; //清楚捕捉标志Init_TB(); //初始化TB_EINT();}if(K==13){_DINT();f=0;Value=0;TAR=0;break;} } } } }#pragma vector=TIMERA1_VECTOR__interrupt void TimerA1_ISR(void){ switch(TAIV){case 2:break;case 4:{Cap_Tar++; } break;case 10: {pulse=Cap_Tar-1;Cap_Tar=0;flag=1; }break; }}#pragma vector = TIMERB0_VECTOR__interrupt void Timer_B (void){ double LC=0.090465;F=TAR;Lf=4*F;f=Lf;L=0.0253/(LC*f*f);L=L*100*1e+12;L=L-L*0.08;Value=(unsigned long)(L);Disp_ShuZhi(0x82,Value); TAR=0;flag=1;}。