rlc测试仪的研究与实现
本人签名 日期: 摘 要本设计的控制核心是STC89C52，STC89C52单片机是一款八位单片机，我们看中了它的易用性和多功能性。因为单片机在频率计数时，计数的误差值非常的小，所以在本设计中，单片机的最主要的作用就是完成频率的计数。把外围电路搭建，把所要求的电阻、电容、电感参数转换成频率信号f，转换的原理分别是利用RC振荡电路和LC电容三点式振荡电路。用STC89C52单片机计数得出被测频率，通过一定软件编程，把该频率计算出各个参数值，将数据处理后，送显示部分显示。 通过该电阻、电容、电感测量仪器的设计，本人基本了解和掌握了怎样运用单片机硬件和软件技术来完成一些小设计。对于本人来说，这是一次极为宝贵的经验。
Key Words: RC surging circuit, LC surging circuit, STC8952 single chip computer 目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状与发展趋势 1
1.3 论文设计主要内容 2
1.3.1 内容与功能的实现 2
1.3.2 系统分析 3
2 系统组成分析 4
2.1 系统的总体框图 4
2.2 组成简介 5
3 硬件电路设计 7
3.1 最小系统的设计 7
3.2 测Rx的RC的振荡电路原理 8
3.3 电阻测量模块 10
3.4 测电容的RC振荡电路 11
3.5 测电感的电容三点式振荡电路 12
3.6 多路选择开关 13
3.7 LCD12864液晶显示模块 15
4 软件设计 17
4.1 主程序的流程图设计 17
4.2 按键子程序流程图 18
4.3 定时计数器流程图 19
4.4 LCD显示流程图 19
5 系统的调试与分析 21
5.1 系统的调试 21
5.1.1 单片机调试 21
5.1.2 NE555 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
振荡器的调试 21
5.1.3 多路选择开关与按键电路的调试 21
5.1.4 LCD液晶显示的调试 21
5.2 仿真测试 21
5.3 指标测试及误差分析 22
5.3.1 电阻的测量 22
5.3.2 电容的测量 22
5.3.3 电感的测量 23
5.4 调试结论 24
6 总结与展望 26
参考文献 27
致 谢 28
附 录A 29
附 录B 31
1 绪论
1.1 研究背景
如今社会发展下电子技术已经深入生活，手机等电子技术的产物已经与我们密不可分，人们对电子不再感到陌生，对电路基础以及电子元器件的了解也开始慢慢普及。在一些小家电维修或检测中，通常对电路比较了解人们会使用万用表对未知电阻进行测量，而对于未知的电容电感，则需要通过辅助电路，对其进行辅助测量，既繁琐，准确度又低。于是，设计一台简易的数字智能便携式电容，电阻，电感测量仪器成为必要。 本设计如果直接运用外围电路通过计算来求得所要求的参数，过程复杂，准确率低。外部完善的总线机构已经有最新一代单片机实现，为此系统的扩展与配置得到了好的发展前景[1]。STC89C52作为现阶段最先进的作为本设计中的核心， 设计过程中，各电路参数通过电路转换频率信号，让其成为单片机的时钟源，量程转换以及各电路参数的显示是通过单片机的软件编程实现的，低误差率、易操作性的条件是设计的最核心要义，从而使得本设计才能够顺利完成。
1.2 国内外研究现状与发展趋势
研究现状：RLC测试仪的制作在国内外的厂家来说已经极为普遍，日本日置、美国的安杰伦、惠普和福禄克等是国外的一些厂家,其中做的最出色的为安杰伦和福禄克,出产的产品体积小、基本精度已经达到0.1%,测试速度在同行中也属于前几，多样化的测试频率。上海仪器仪表研究所、重庆茂丰工贸、苏州协锐电子等是比较出名的国内厂家。国内厂家生产的RLC测试仪对比国外厂家,外形多为一长方体积也相对大一些,而国外大多数为一手持测试表;测试频率的范围对比国外厂家的范围略逊一筹，并且其可供选择的频率种类相对较少,精度可达到0.25%,在测试速度方面不输于其他外厂。
发展趋势：
（1）这类产品会变得更加小，更容易携带，更容易使用，为此要对各类的产品随时进行测试与维护，确保无损[2]。
(2)这种系统可以放在一个地方检测数据很久所以能够随时监测系统的状态和故障，对重要的设备比较实用[3]。
1.3 论文设计主要内容
1.3.1 内容与功能的实现
名称：RLC测试仪的研究与实现
研究内容:
本设计的主题思路:把RLC的各参数信号和频率信号f的相互转换,其转换原理主要是RC振荡电路和LC电容式三点电路,通道的选择极为重要,单片机使用震荡频率作为时钟源，单片机根据选择的频道向模拟开关送两路地址信号[4]。被测频率是可以通过技数计算出的。再使用被测频率计算出各个数值,是否要量程的转换也是要看被测频率,还有第二种办法实现量程的转换，即数据处理后，数码显像管显示RLC的值所对应的参数值。
系统设计主要要求如下：
首先通过题目要求可得出其使用的软件以及仿真工具。接着介绍Proteus 仿真,给出RLC测试功能的程序流程图,并在此基础上完成信号源初始化函数、数据采集模块回调函数、RLC参数计算函数的C语言编写。再是Proteus仿真及结果分析。
在确定最终所选方法后,具体阐述此法如何完成参数测定并根据设计出对应的原理图。然后完成电路、软件的设计,并对仿真部分中的正弦信号激励电路等部分进行探讨,简述这些部分的组成并完成其电路图或框图的绘制,对系统的软件部分则进行简要叙述绘制相应流程图,再通过一系列软件测试系统调试,以此完成对系统的设计方案各部分的调试,为得到最终设计需要一步步改进。 1.3.2 系统分析
Key Words: RC surging circuit, LC surging circuit, STC8952 single chip computer 目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状与发展趋势 1
1.3 论文设计主要内容 2
1.3.1 内容与功能的实现 2
1.3.2 系统分析 3
2 系统组成分析 4
2.1 系统的总体框图 4
2.2 组成简介 5
3 硬件电路设计 7
3.1 最小系统的设计 7
3.2 测Rx的RC的振荡电路原理 8
3.3 电阻测量模块 10
3.4 测电容的RC振荡电路 11
3.5 测电感的电容三点式振荡电路 12
3.6 多路选择开关 13
3.7 LCD12864液晶显示模块 15
4 软件设计 17
4.1 主程序的流程图设计 17
4.2 按键子程序流程图 18
4.3 定时计数器流程图 19
4.4 LCD显示流程图 19
5 系统的调试与分析 21
5.1 系统的调试 21
5.1.1 单片机调试 21
5.1.2 NE555 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
振荡器的调试 21
5.1.3 多路选择开关与按键电路的调试 21
5.1.4 LCD液晶显示的调试 21
5.2 仿真测试 21
5.3 指标测试及误差分析 22
5.3.1 电阻的测量 22
5.3.2 电容的测量 22
5.3.3 电感的测量 23
5.4 调试结论 24
6 总结与展望 26
参考文献 27
致 谢 28
附 录A 29
附 录B 31
1 绪论
1.1 研究背景
如今社会发展下电子技术已经深入生活，手机等电子技术的产物已经与我们密不可分，人们对电子不再感到陌生，对电路基础以及电子元器件的了解也开始慢慢普及。在一些小家电维修或检测中，通常对电路比较了解人们会使用万用表对未知电阻进行测量，而对于未知的电容电感，则需要通过辅助电路，对其进行辅助测量，既繁琐，准确度又低。于是，设计一台简易的数字智能便携式电容，电阻，电感测量仪器成为必要。 本设计如果直接运用外围电路通过计算来求得所要求的参数，过程复杂，准确率低。外部完善的总线机构已经有最新一代单片机实现，为此系统的扩展与配置得到了好的发展前景[1]。STC89C52作为现阶段最先进的作为本设计中的核心， 设计过程中，各电路参数通过电路转换频率信号，让其成为单片机的时钟源，量程转换以及各电路参数的显示是通过单片机的软件编程实现的，低误差率、易操作性的条件是设计的最核心要义，从而使得本设计才能够顺利完成。
1.2 国内外研究现状与发展趋势
研究现状：RLC测试仪的制作在国内外的厂家来说已经极为普遍，日本日置、美国的安杰伦、惠普和福禄克等是国外的一些厂家,其中做的最出色的为安杰伦和福禄克,出产的产品体积小、基本精度已经达到0.1%,测试速度在同行中也属于前几，多样化的测试频率。上海仪器仪表研究所、重庆茂丰工贸、苏州协锐电子等是比较出名的国内厂家。国内厂家生产的RLC测试仪对比国外厂家,外形多为一长方体积也相对大一些,而国外大多数为一手持测试表;测试频率的范围对比国外厂家的范围略逊一筹，并且其可供选择的频率种类相对较少,精度可达到0.25%,在测试速度方面不输于其他外厂。
发展趋势：
（1）这类产品会变得更加小，更容易携带，更容易使用，为此要对各类的产品随时进行测试与维护，确保无损[2]。
(2)这种系统可以放在一个地方检测数据很久所以能够随时监测系统的状态和故障，对重要的设备比较实用[3]。
1.3 论文设计主要内容
1.3.1 内容与功能的实现
名称：RLC测试仪的研究与实现
研究内容:
本设计的主题思路:把RLC的各参数信号和频率信号f的相互转换,其转换原理主要是RC振荡电路和LC电容式三点电路,通道的选择极为重要,单片机使用震荡频率作为时钟源，单片机根据选择的频道向模拟开关送两路地址信号[4]。被测频率是可以通过技数计算出的。再使用被测频率计算出各个数值,是否要量程的转换也是要看被测频率,还有第二种办法实现量程的转换，即数据处理后，数码显像管显示RLC的值所对应的参数值。
系统设计主要要求如下：
首先通过题目要求可得出其使用的软件以及仿真工具。接着介绍Proteus 仿真,给出RLC测试功能的程序流程图,并在此基础上完成信号源初始化函数、数据采集模块回调函数、RLC参数计算函数的C语言编写。再是Proteus仿真及结果分析。
在确定最终所选方法后,具体阐述此法如何完成参数测定并根据设计出对应的原理图。然后完成电路、软件的设计,并对仿真部分中的正弦信号激励电路等部分进行探讨,简述这些部分的组成并完成其电路图或框图的绘制,对系统的软件部分则进行简要叙述绘制相应流程图,再通过一系列软件测试系统调试,以此完成对系统的设计方案各部分的调试,为得到最终设计需要一步步改进。 1.3.2 系统分析
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