學(xué)生姓名：專業(yè)班級(jí)：

指導(dǎo)教師：   工作單位：信息工程學(xué)院

題  目:    簡(jiǎn)易電阻、電容和電感測(cè)試儀設(shè)計(jì)

初始條件：

LM317               LM337

NE555                            NE5532

STC89C52               TLC549               ICL7660               1602液晶

要求完成的主要任務(wù):

1、測(cè)量范圍：電阻 100Ω-1MΩ；

電容 100pF-10000pF；

電感 100μH-10mH。

2、測(cè)量精度：5%。

3、制作1602液晶顯示器，顯示測(cè)量數(shù)值，并用發(fā)光二級(jí)管分別指示所測(cè)元件的類別。

時(shí)間安排：

指導(dǎo)教師簽名：年  月  日

在現(xiàn)代化生產(chǎn)、學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，往往需要對(duì)某個(gè)元器件的具體參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，在這之中萬(wàn)用表以其簡(jiǎn)單易用，功耗低等優(yōu)點(diǎn)被大多數(shù)人所選擇使用。然而萬(wàn)用表有一定的局限性，比如：不能夠測(cè)量電感，而且容量稍大的電容也顯得無(wú)能為力。所以制作一個(gè)簡(jiǎn)單易用的電抗元器件測(cè)量?jī)x是很有必要的。

現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外有很多儀器設(shè)備公司都致力于低功耗手持式電抗元器件測(cè)量?jī)x的研究與制作，而且精度越來(lái)越高，低功耗越來(lái)越低，體積小越來(lái)越小一直是他們不斷努力的方向。

方案一：利用串聯(lián)分壓原理的方案

圖2-1串聯(lián)分壓電路圖

根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可知，串聯(lián)電路上電壓與電阻成正比關(guān)系。測(cè)量待測(cè)電阻Rx和已知電阻R0上的電壓，記為Ux和U0.

方案二：利用直流電橋平衡原理的方案

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2017-11-28 02:25 上傳

圖2-2  直流電橋平衡電路圖

根據(jù)電路平衡原理，不斷調(diào)節(jié)電位器R3，使得電表指針指向正中間，再測(cè)量電位器電阻值。

  方案三：利用555構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)的方案

圖2-3   555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)電路圖

根據(jù)555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)，產(chǎn)生脈沖波形，通過單片機(jī)讀取高低電平得出頻率，通過公式換算得到電阻阻值。  

由

得

上述三種方案從對(duì)測(cè)量精度要求而言，方案一的測(cè)量精度極差，方案二需要測(cè)量的電阻值多，而且測(cè)量調(diào)節(jié)麻煩，不易操作與數(shù)字化，相比較而言，方案三還是比較符合要求的，由于是通過單片機(jī)讀取轉(zhuǎn)化，精確度會(huì)明顯的提高。故本設(shè)計(jì)選擇了方案三。

方案一：利用串聯(lián)分壓原理的方案（原理圖同圖2-1）

通過電容換算的容抗跟已知電阻分壓，通過測(cè)量電壓值，再經(jīng)過公式換算得到電容的值。原理同電阻測(cè)量的方案一。

方案二：利用交流電橋平衡原理的方案（原理圖同圖2-2）

  通過調(diào)節(jié)Z1、Z2使電橋平衡。這時(shí)電表的讀數(shù)為零。通過讀取Z1、Z2、Zn的值，即可得到被測(cè)電容的值。

方案三：利用555構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)原理的方案

圖2-4   555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)電路圖

根據(jù)555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)，產(chǎn)生脈沖波形，通過單片機(jī)讀取高低電平得出頻率，通過公式換算得到電容值。

由

若R1=R2,得

上述三種方案從對(duì)測(cè)量精度要求而言，方案一的測(cè)量精度極差，方案二需要測(cè)量的電容值多，而且測(cè)量調(diào)節(jié)麻煩、電容不易測(cè)得準(zhǔn)確值，不易操作與數(shù)字化，相比較而言，方案三還是比較符合要求的，由于是通過單片機(jī)讀取轉(zhuǎn)化，精確度會(huì)明顯的提高。故本設(shè)計(jì)選擇了方案三。

方案一：利用交流電橋平衡原理的方案（原理圖同圖2-2）

方案二：利用電容三點(diǎn)式正弦波震蕩原理的方案

                                                       圖2-5 電容三點(diǎn)式正弦波震蕩電路圖

由

得

上述兩種方案從對(duì)測(cè)量精度要求而言，方案二需要測(cè)量的電感值多，而且測(cè)量調(diào)節(jié)麻煩、電感不易測(cè)得準(zhǔn)確值，不易操作與數(shù)字化，相比較而言，方案二還是比較符合要求的，由于是通過單片機(jī)讀取轉(zhuǎn)化，精確度會(huì)明顯的提高。故本設(shè)計(jì)選擇了方案二。

LM317可輸出連續(xù)可調(diào)的正電壓，可調(diào)電壓范圍1.2V—37V，最大輸出電流為1.5A，內(nèi)部含有過流、過熱保護(hù)電路，具有安全可靠、應(yīng)用方便、性能優(yōu)良等特點(diǎn)。

引腳圖：

V

與LM317正好相反，LM337可輸出連續(xù)可調(diào)的負(fù)電壓，可調(diào)電壓范圍1.2V—37V，最大輸出電流為1.5A，內(nèi)部含有過流、過熱保護(hù)電路，具有安全可靠、應(yīng)用方便、性能優(yōu)良等特點(diǎn)。

引腳圖：

典型電路：

V

這次模電課設(shè)的論文和設(shè)計(jì)是我這大學(xué)期間干的最有意義的事之一。從最初的選題，開題到寫論文直到完成論文。其間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改論文，每一個(gè)過程都是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。通過這次實(shí)踐，我了解了簡(jiǎn)易電阻、電容和電感測(cè)試儀的用途及工作原理，熟悉了其的設(shè)計(jì)步驟，鍛煉了設(shè)計(jì)實(shí)踐能力，培養(yǎng)了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。這次課程設(shè)計(jì)收獲很多，比如學(xué)會(huì)了查找相關(guān)資料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的制作能力。這么一次鍛煉可以學(xué)到書本里許多學(xué)不到的知識(shí)，堅(jiān)韌、獨(dú)立、思考等。但是課程設(shè)計(jì)也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處。比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)的能力，對(duì)材料的不了解等等。由于能力有限，未能做到準(zhǔn)確測(cè)量電阻、電容和電感，某些測(cè)量結(jié)果誤差，測(cè)量范圍較小，感到有點(diǎn)兒遺憾。這次實(shí)踐是對(duì)自己模電所學(xué)的一次大檢閱，使我明白自己知識(shí)還很不全面。

本設(shè)計(jì)是在老師的精心指導(dǎo)和鼓勵(lì)下完成的。在此，謹(jǐn)向老師和幫助我的同學(xué)表示衷心的感謝！

此外，我還要感謝在我的論文中所有被援引過的文獻(xiàn)的作者們，他們是我的知識(shí)之源！

最后，再次向所有給予我?guī)椭�和鼓�?lì)的同學(xué)和老師致以最誠(chéng)摯的謝意！

[1] 吳友宇主編. 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ). 北京：清華大學(xué)出版社，2009

[2] 康華光主編. 電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分、模擬部分）. 第5版. 北京：高等教育出版社，1998

[3] 郭天祥主編. 51單片機(jī)C語(yǔ)言教程--入門、提高、開發(fā)、拓展全攻略. 北京：電子工業(yè)出版社，2009

[4] 聶典，丁偉. Multisim 10計(jì)算機(jī)仿真--在電子電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用. 北京：電子工業(yè)出版社，2009

單片機(jī)源程序如下:

1. 程序2：電阻、電容和電感測(cè)量值的顯示
   
2. //簡(jiǎn)易電阻、電容、電感測(cè)量?jī)x程序
   
3. //初始化
   
4. #include <reg52.h>
   
5. #define uint unsigned int
   
6. #define uchar unsigned char
   
7. #define ulong unsigned long
   
8. #define    PI3.1415926
   
9. uchar code table1[8]="Welcome!";
   
10. uchar table2[16]="f(Hz)=";
    
11. uchar table3[16]="R(Ohm)=";
    
12. uchar table4[16]="C(pF)=";
    
13. uchar table5[16]="L(uH)=";
    
14. uchar num,a=0,th0,tl0;
    
15. uint C,L;
    
16. ulong f,R;
    
17. sbit lcden=P2^4;                         //液晶使能端   
    
18. sbit lcdrs=P2^5;                        //液晶數(shù)據(jù)命令選擇端
    
19. sbit key_R=P1^5;                      //測(cè)量電阻按鍵
    
20. sbit key_C=P1^6;                      //測(cè)量電容按鍵
    
21. sbit key_L=P1^7;                      //測(cè)量電感按鍵
    
22. sbit R_out=P1^2;                        //測(cè)量電阻信號(hào)輸入
    
23. sbit C_out=P1^3;                        //測(cè)量電容信號(hào)輸入
    
24. sbit L_out=P1^4;                        //測(cè)量電感信號(hào)輸入
    
25. //聲明子函數(shù)
    
26. void delayms(uint xms);               //延時(shí)函數(shù)
    
27. void write_com(uchar com);         //液晶寫命令函數(shù)
    
28. void write_data(uchar date);         //液晶寫數(shù)據(jù)函數(shù)   
    
29. void led_init();                            //液晶初始化函數(shù)
    
30. void t_init();                               //定時(shí)器0初始化函數(shù)
    
31. void keyscan();                            //鍵盤檢測(cè)函數(shù)(確定被測(cè)元件為電阻、電容或電感)
    
32. void display_f(ulong f);              //頻率顯示函數(shù)
    
33. void display_R(ulong R);             //電阻顯示函數(shù)
    
34. void display_C(uint C);              //電容顯示函數(shù)
    
35. void display_L(uint L);                //電感顯示函數(shù)
    
36. //主函數(shù)
    
37. void main()
    
38. {
    
39. led_init();
    
40. t_init();
    
41. keyscan();
    
42. write_com(0x01);
    
43. while(1)
    
44.   {
    
45.        display_f(f);
    
46.        switch(a)
    
47.        {
    
48.          case1:R=(ulong)(5000000.0/0.6931472/f-150+0.5);display_R(R);break;
    
49.          case2:C=(int)(100000000.0/153/0.6931472/f+0.5);display_C(C);break;
    
50.          case3:L=(int)(1000000000000.0/0.1/PI/PI/f/f+0.5);display_L(L);break;
    
51.       }
    
52.   }
    
53. }
    
54. //中斷函數(shù)
    
55. void T0_count() interrupt 1
    
56. {
    
57. switch(a)
    
58.   {
    
59.   case 1:while(R_out);
    
60.               while(!R_out);
    
61.                TH0=0;
    
62.                TL0=0;
    
63.                while(R_out);
    
64.                while(!R_out);
    
65.                th0=TH0;
    
66.                tl0=TL0;
    
67.                TR0=0;
    
68.                break;
    
69.   case 2:while(C_out);
    
70.               while(!C_out);
    
71.                TH0=0;
    
72.                TL0=0;
    
73.                 while(C_out);
    
74.                while(!C_out);
    
75.                th0=TH0;
    
76.                tl0=TL0;
    
77.                TR0=0;
    
78.                break;
    
79.        case3:while(L_out);
    
80.               while(!L_out);
    
81.                TH0=0;
    
82.                TL0=0;
    
83.                while(L_out);
    
84.                while(!L_out);
    
85.                th0=TH0;
    
86.                tl0=TL0;
    
87.                TR0=0;
    
88.                break;
    
89.    }
    
90.   f=1000000.0/1.085069/(th0*256+tl0)+0.5;
    
91. }
    
92. //延時(shí)函數(shù)
    
93. void delayms(uint xms)  
    
94. {
    
95. uint i,j;
    
96. for(i=xms;i>0;i--)
    
97.        for(j=110;j>0;j--);
    
98. }
    
99. //液晶寫命令函數(shù)
    
100. void write_com(uchar com)
     
101. {
     
102. lcdrs=0;
     
103. P0=com;
     
104. delayms(5);
     
105. lcden=1;
     
106. delayms(5);
     
107. lcden=0;
     
108. }
     
109. //液晶寫數(shù)據(jù)函數(shù)
     
110. void write_data(uchar date)   
     
111. {
     
112. lcdrs=1;
     
113. P0=date;
     
114. delayms(5);
     
115. lcden=1;
     
116. delayms(5);
     
117. lcden=0;
     
118. }
     
119. //液晶初始化函數(shù)
     
120. void led_init()
     
121. {
     
122. lcden=0;
     
123. write_com(0x38);                    //設(shè)置16×2顯示，5×7點(diǎn)陣，8位數(shù)據(jù)接口               
     
124. write_com(0x0c);                    //設(shè)置開顯示，不顯示光標(biāo)         
     
125. write_com(0x06);                    //寫一個(gè)字符后地址指針加1            
     
126.   write_com(0x01);                    //顯示清0，數(shù)據(jù)指針清0           
     
127. write_com(0x80);                    //顯示歡迎界面
     
128. for(num=0;num<8;num++)
     
129.   {
     
130.         write_data(table1[num]);
     
131.         delayms(5);
     
132.   }
     
133. }
     
134. //定時(shí)器0初始化函數(shù)
     
135. void t_init()
     
136. {
     
137. TMOD=0x01;                         //設(shè)置定時(shí)器0工作方式1(M1M0=0x0001)                                                     
     
138. TH0=0;                                  //裝初值               
     
139. TL0=0;
     
140. EA=1;                                    //開總中斷                  
     
141. ET0=1;                                   //開定時(shí)器0中斷
     
142. TR0=1;                                   //啟動(dòng)定時(shí)器0
     
143. }
     
144. //鍵盤檢測(cè)函數(shù)(確定被測(cè)元件為電阻、電容或電感)
     
145. void keyscan()
     
146. {
     
147. if(key_R==0)
     
148.   {
     
149.        delayms(10);
     
150.        if(key_R==0)
     
151.          a=1;
     
152.   }
     
153. else
     
154.    if(key_C==0)
     
155.     {
     
156.          delayms(10);
     
157.          if(key_C==0)
     
158.            a=2;
     
159.     }
     
160.       else
     
161.      if(key_L==0)
     
162.      {
     
163.            delayms(10);
     
164.            if(key_L==0)
     
165.              a=3;
     
166.      }
     
167.          else
     
168.               while(key_R&&key_C&&key_L);              //按鍵按下時(shí)退出死循環(huán)
     
169. }
     
170. //頻率顯示函數(shù)
     
171. void display_f(ulong f)  
     
172. {
     
173. uchar count=0;
     
174. ulong f0;
     
175. f0=f;
     
176. 
     
177. ……………………
     
178. 
     
179. …………限于本文篇幅 余下代碼請(qǐng)從51黑下載附件…………
     

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2017-11-27 22:56 上傳

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