简易电阻、电容和电感测试仪设计-学位论文.doc





《简易电阻、电容和电感测试仪设计-学位论文.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《简易电阻、电容和电感测试仪设计-学位论文.doc(47页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、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 LM337NE555NE5532STC89C52 TLC549 ICL7660 1602液晶要求完成的主要任务: 1、测量范围:电阻 100-1M; 电容 100pF-10000pF; 电感 100H-10mH。2、测量精度:5%。3、制作1602液晶显示器,显示测量数值,并用发光二级管分别指示所测元件的类别。时间安排: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3ABSTRACT41、绪论52、电路方案的比较与论证52.
2、1电阻测量方案52.2电容测量方案72.3电感测量方案83、核心元器件介绍103.1 LM317的介绍103.2 LM337的介绍113.3 NE555的介绍113.4 NE5532的介绍133.5 STC89C52的介绍143.6 TLC549的介绍163.7 ICL7660的介绍173.8 1602液晶的介绍184、 单元电路设计204.1 直流稳压电源电路的设计214.2 电源显示电路的设计214.3 电阻测量电路的设计224.4 电容测量电路的设计234.5 电感测量电路的设计244.6 电阻、电容、电感显示电路的设计255、 程序设计265.1 中断程序流程图265.2 主程序流程图
3、276、仿真结果276.1 电阻测量电路仿真276.2 电容测量电路仿真286.3 电感测量电路仿真287、 调试过程297.1 电阻、电容和电感测量电路调试297.2 液晶显示电路调试298、 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,电子行业的发展速度相当快,电子行业的公司企业数目也不断增多。这个现象带来的直接结果是电子行业方面的人才需求不断增多。所以,现在大多数高校都开设与电子类相关的专业及课程,为社会培养大量的电子行业的人才。做过电路设计的工作人员或者学生大多数使用万用表来
4、测量一些元件参数或者电路中的电压电流。然而万用表有一定的局限性,它只能测量有限种类的元器件的参数,对于电容和电感等一些电抗元件就无能为力了。所以制作一种简便的电容电感测量仪显得尤为重要,方便电路设计人员或者高校电子类专业的学生测量电路中需要用到的电容及电感的具体值。本次设计的思想是基于以上原因提出来的。该系统以STC89C52单片机为控制核心,搭配必要的外围电路对电阻、电容和电感参数进行测量。系统的基本原理是将电阻阻值、电容容值、电感感值的变化均转换成方波脉冲频率的变化,利用计数器测频后通过单片机做运算,最后计算出待测元件的各个参数并显示在1602液晶屏幕上。系统使用按键选择被测元件类型,使用
5、1602液晶屏作为显示部分。测量时,只需将待测元件引脚放在测试仪的输入端,用按键操作需要测量的参数,便可以很快测出被测元器件的参数,简便易用。实验测试结果表明,本系统性能稳定,测量精度高。关键词:STC89C52单片机电阻测量电容测量电感测量论文类型:应用型ABSTRACTIn recent years, the electronic industry have been developing with amazing speed, and companies based on electronics are increasing,which directly causes the growi
6、ng need of electronic people. So now most universities have opened with the electronics and related professional courses for the students to nurture a large number of electronics industry professionals. Done circuit design staff or students should be used multimeter to measure the parameters of a nu
7、mber of components in the circuit voltage or current. Multimeter has some limitations, however, it can only measure the parameters of the limited types of components for capacitors and inductors and some reactance components on the powerless. So a simple RLC meter basis is particularly important to
8、facilitate the circuit design staff or university students to use in the specific capacitance and inductance values. The design idea is based on the above reasons put forward. The system uses STC89C52 micro-controller for the control of the core, with the necessary external circuit resistance, capac
9、itance and inductance parameters which were measured. The basic principle of the system is convert the value of resistor, capacitance or inductance into the frequency of square wave pulse ,and use the counter to do after the operation through the microcontroller, and finally calculate the device und
10、er test and display various parameters in the 1602 LCD screen. Use buttons to set the type of parameter, and use 1602 LCD screen as the display part. When measured,simply put the component in the tester pin input, with the key operation parameters to be measured, and we can easily measure the parame
11、ters of the tested components, which is easy to use. Experimental results show that the system is stable and accurate.Key words:STC89C52 Micro-controllerMeasurement of Resistance Measurement of Capacitance Measurement of Inductance Type of thesis: Applied1、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
12、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。现在国内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
13、论证2.1电阻测量方案方案一:利用串联分压原理的方案 R0RxGNDVCC 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。测量待测电阻Rx和已知电阻R0上的电压,记为Ux和U0.方案二:利用直流电桥平衡原理的方案 R2R1GNDVCCGRxR3图2-2 直流电桥平衡电路图根据电路平衡原理,不断调节电位器R3,使得电表指针指向正中间,再测量电位器电阻值。 方案三:利用555构成单稳态的方案 图2-3 555定时器构成单稳态电路图 根据555定时器构成单稳态,产生脉冲波形,通过单片机读取高低电平得出频率,通过公式换算得到电阻阻值。 由 得 上述三种方案从对测量精
14、度要求而言,方案一的测量精度极差,方案二需要测量的电阻值多,而且测量调节麻烦,不易操作与数字化,相比较而言,方案三还是比较符合要求的,由于是通过单片机读取转化,精确度会明显的提高。故本设计选择了方案三。2.2电容测量方案方案一:利用串联分压原理的方案(原理图同图2-1)通过电容换算的容抗跟已知电阻分压,通过测量电压值,再经过公式换算得到电容的值。原理同电阻测量的方案一。方案二:利用交流电桥平衡原理的方案(原理图同图2-2) 通过调节Z1、Z2使电桥平衡。这时电表的读数为零。通过读取Z1、Z2、Zn的值,即可得到被测电容的值。方案三:利用555构成单稳态原理的方案图2-4 555定时器构成单稳态
15、电路图 根据555定时器构成单稳态,产生脉冲波形,通过单片机读取高低电平得出频率,通过公式换算得到电容值。由 若R1=R2,得 上述三种方案从对测量精度要求而言,方案一的测量精度极差,方案二需要测量的电容值多,而且测量调节麻烦、电容不易测得准确值,不易操作与数字化,相比较而言,方案三还是比较符合要求的,由于是通过单片机读取转化,精确度会明显的提高。故本设计选择了方案三。2.3电感测量方案方案一:利用交流电桥平衡原理的方案(原理图同图2-2)方案二:利用电容三点式正弦波震荡原理的方案 图2-5 电容三点式正弦波震荡电路图由 得上述两种方案从对测量精度要求而言,方案二需要测量的电感值多,而且测量调
16、节麻烦、电感不易测得准确值,不易操作与数字化,相比较而言,方案二还是比较符合要求的,由于是通过单片机读取转化,精确度会明显的提高。故本设计选择了方案二。3、核心元器件介绍3.1 LM317的介绍LM317可输出连续可调的正电压,可调电压范围1.2V37V,最大输出电流为1.5A,内部含有过流、过热保护电路,具有安全可靠、应用方便、性能优良等特点。引脚图:典型电路:VOViR1、R2组成电压输出调节电路,输出电压UO表达式为: V电容C2与R2并联组成滤波电路,减小输出的纹波电压。二极管D2的作用是防止输出端与地短路时,电容C2上的电压损坏稳压器。3.2 LM337的介绍与LM317正好相反,L
17、M337可输出连续可调的负电压,可调电压范围1.2V37V,最大输出电流为1.5A,内部含有过流、过热保护电路,具有安全可靠、应用方便、性能优良等特点。引脚图:典型电路:R1、R2组成电压输出调节电路,输出电压UO表达式为: V3.3 NE555的介绍555集成电路开始是作定时器应用的,所以叫做555定时器或555时基电路。但后来经过开发,它除了作定时延时控制外,还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。此外,还可以组成脉冲震荡、单稳、双稳和脉冲调制电路,用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等。它由于工作可靠、使用方便、价格低廉,目前被用于各种电子产品中,555集成电路内部有
18、几十个元器件,有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等,电路比较复杂,是模拟电路和数字电路的混合体。555集成电路内部结构图:引脚图:管脚介绍:555集成电路是8脚封装,双列直插型,如图(A)所示,按输入输出的排列可看成如图(B)所示。其中6脚称阈值端(TH),是上比较器的输入;2脚称触发端,是下比较器的输入;3脚是输出端(VO),它有0和1两种状态,由输入端所加电平决定;7脚是放电端(DIS),它是内部放电管的输出,有悬空和接地两种状态,也是由输入端的状态决定;4脚是复位端(MR),加上低电平时可使输出为低电平;5脚是控制电压端(VC),可用它改变上下触发电平值;8脚是电源端,
19、1脚是接地端。典型应用555震荡器电路:由555构成的多谐振荡器如图(a)所示,输出波形如图(b)所示。3.4 NE5532的介绍NE5532是一种双运放高性能低噪声运算放大器。 相比较大多数标准运算放大器,如1458,它显示出更好的噪声性能,提高输出驱动能力和相当高的小信号和电源带宽。这使该器件特别适合应用在高品质和专业音响设备,仪器和控制电路和电话通道放大器。如果噪音非常最重要的,因此建议使用5532A版,因为它能保证噪声电压指标。NE5532特点: 小信号带宽:10MHZ输出驱动能力:600,10V(有效值) 输入噪声电压:5nV/Hz(典型值) 直流 电压增益:50000 交流电压增益
20、:2200-10KHZ功率带宽: 140KHZ转换速率: 9V/s大的电源电压范围:3V-20V 单位增益补偿NE5532引脚图:NE5532内部原理图:3.5 STC89C52的介绍STC单片机的优点:加密性强,很难解密或破解超强抗干扰:1 、高抗静电(ESD保护) 2 、轻松过 2KV/4KV快速脉冲干扰(EFT 测试) 3 、宽电压,不怕电源抖动 4 、宽温度范围,-4085 5 、I/O 口经过特殊处理 6 、单片机内部的电源供电系统经过特殊处理 7 、单片机内部的时钟电路经过特殊处理 8 、单片机内部的复位电路经过特殊处理 9 、单片机内部的看门狗电路经过特殊处理 超低功耗:1 、掉
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 简易 电阻 电容 电感 测试仪 设计 学位 论文

限制150内