数字电感电容电阻测量仪设计

数字电感测量仪设计 学校代码：10410 序 号：20050595 本 科 毕 业 论 文题目：数字电感测量仪设计学 院： 工 学 院 姓 名： 贺 伟 学 号： 20050295 专 业： 电子信息工程 年 级： 05 级 指导教师： 杨小玲老师 二O一O年 五 月摘要本次设计是通过AT89S52单片机测量出电阻，电容，电感值的电路。主要元件包括AT89S52单片机，CD4052四选一开关，TM555时基电路，五位LED显示管，74LS245及74LS138。其主要功能：由555时基电路构成多谐振荡器，电容三点式振荡电路将R，C，L值转换成频率，再由单片机通过开关是否按下的情况来确定CD4052四选一开关的断开与闭合确定是测量电阻，电容，电感的频率。再由单片机算出其值，送显示电路将值显示出来。关键词：52单片机，电阻，电容，电感，测量AbstractThis design is to measure the electric resistance, electric capacity through the AT89 S52 SCM, the electric circuit of electricity value.The main component includes the AT89 S52 SCM, CD4052 four choose one switch, TM555 point radicle electric circuit, four LEDs show a tube, the 74 LS245 and 74 LS138.Its main function:The radicle electric circuit constitutes many Xies to flap to concuss a machine from 555, the electric capacity Bikini flaps to concuss electric circuit R, C, the L value converts into frequency, is again passed by single slice of machine whether the circumstance that the switch presses to make sure CD4052 four choose a breaking of switch to open and shut to match assurance is measure electric resistance, electric capacity, the frequency of electricity.Again from the single slice of machine calculate its value, send to show the electric circuit shows a value.Keyword:52SCM, electric resistance, electric capacity, the electricity, measures目录绪论- 4 -第一章 系统设计- 5 -11 设计要求- 5 -111 设计任务- 5 -112 技术要求- 6 -1.2电感测量中应注意的问题- 6 -13 方案论证- 7 -131 总体思路- 7 -132 设计方案- 7 -1.4本章小结- 8 -第二章 主要芯片介绍- 8 -21 TM555芯片简介- 8 -22 74LS138- 9 -2.3 CD4052- 10 -2.4 74LS245- 11 -第三章 主要电路设计与说明- 12 -3.1 电源电路- 12 -3.2 复位电路- 12 -3.3 时钟电路- 13 -3.4 分频电路- 13 -3.5 用555时基电路构成多谐振荡器- 14 -3.6 测量电阻的电路模块- 15 -3.7 测CX的RC振荡电路- 16 -3.8 测LX的电容三点式振荡电路- 17 -3.9多路选择开关电路- 18 -3.10按键及数码管显示电路- 19 -3.11 显示电路- 19 -第四章 软件设计- 20 -第五章 误差分析- 21 -总结- 23 -参考文献- 24 -附 录- 26 -附录1 附总原理图- 26 -附录2 PCB图- 27 -附录3 元器件清单- 28 -附录4 程序清单- 29 -绪论电子测量技术是现代科学研究与发展中应用最频繁的技术，随着科学更深入发展，测量技术所要求的精度要求也在不断的担升。测量技术应用范围广，如农业，工业，医学等等，可以说每种行业都离不开这个技术。但与我们学工科的人来说，接触最多的还是电子方面的测量仪器。本次设计是运用单片机制做一个简易的数字电阻，电容，电感测量仪。目前，测量电子元件集中参数R、L、C的仪表种类较多，方法也各不相同，这些方法都有其优缺点。电阻R的测试方法最多。最基本的就是根据R的定义式来测量。在如图1.2.1中，分别用电流表和电压表测出通过电阻的电流和通过电阻的电压，根据公式求得电阻。这种方法要测出两个模拟量，不易实现自动化。而指针式万用表欧姆档是把被测电阻与电流一一对应，由此就可以读出被测电阻的阻值，如图1.2.2所示。这种测量方法的精度变化大，若需要较高的精度，必须要较多的量程，电路复杂。 图1.2.1 图1.2.2能同时测量电器元件R、L、C的最典型的方法是电桥法（如图1.2.3 ）。电阻R可用直流电桥测量，电感L、电容C可用交流电桥测量。电桥的平衡条件为图1.2.3通过调节阻抗、使电桥平衡，这时电表读数为零。根据平衡条件以及一些已知的电路参数就可以求出被测参数。用这种测量方法，参数的值还可以通过联立方程求解，调节电阻值一般只能手动，电桥的平衡判别亦难用简单电路实现。这样，电桥法不易实现自动测量。Q表是用谐振法来测量L、C值（如图1.2.4）。它可以在工作频率上进行测量，使测量的条件更接近使用情况。但是，这种测量方法要求频率连续可调，直至谐振。因此它对振荡器的要求较高，另外，和电桥法一样，调节和平衡判别很难实现智能化。图1.2.4用阻抗法测R、L、C有两种实现方法：用恒流源供电，然后测元件电压；用恒压源供电，然后测元件电流。由于很难实现理想的恒流源和恒压源，所以它们适用的测量范围很窄。很多仪表都是把较难测量的物理量转变成精度较高且较容易测量的物理量。基于此思想，我们把电子元件的集中参数R、L、C转换成频率信号f,然后用单片机计数后在运算求出R、L、C的值，并送显示，转换的原理分别是RC振荡和LC三点式振荡。其实，这种转换就是把模拟量进拟地转化为数字量，频率f是单片机很容易处理的数字量，这种数字化处理一方面便于使仪表实现智能化，另一方面也避免了由指针读数引起的误差。现在单片机应用领域也很广，常规的单片机普遍都是将中央处理器，随机存取数据存储，只读程序存储器，并行和串行通信接口，中断系统，定时电路，时钟电路集成在一块单一的芯片，增强型的单片机集成。有些单片机将驱动电路都集成在单一的芯片上，这样单片机包含的单元电路更多，功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做，制造出具有自己特色的单片机。现在普遍要求体积小，重量轻，这样更提升了单片机的技术水平。第一章 系统设计11 设计要求 111 设计任务设计并制作一台数字显示的电感测量仪，测电阻和电容为自我发挥部分，主电路框图如下：被测电阻被测电容被测电感测量仪显示电路供+5V电源计算112 技术要求基本要求（1）测量范围电阻 1001M电容 100 pF10000 pF电感 100 H10 mH（2）测量精度+5（3）制作5位数码管显示器，显示测量数值，并用发光二极管分别指示所测元件的类别和单位1.2电感测量中应注意的问题（1）电感实际上 理想的纯电感是不存在的 一个实际的电感器,除了感以外,同时含有损耗电阻和分布电容,其等效电路如图1.3.1 所示 。图1.3.1 图1.3.2其阻抗Z=Ro+jwLo/1-w3LoCo+jwRoCo 式中Lo为固有电感,Ro为损耗电阻,Co为分布电容。此分布电容是由电感 线 圈 的匝间电容、层间电容所构成的。假定电感器的值较高,其损耗电阻可以忽路不计。此时 ,等效电路可简化如图1.3.2。 要表征此感器 ,需要分别测 出其 Lo和Co两个参数 。但是 ,在实际测量中,Lo和Co是无法分开的,无法直接测出Lo和Co。在某一频率f下实际测得的都是等效电感L(等效于Lo和Co的效应的总和) 而L=Lo/1-w2LoCo 式表明LLo, 且Co越大或测试频率越高,L较Lo大得越多。 低Q值的测量：有些电感 ,虽然其直流电阻不大,但由于其交流损耗电阻极大而Q值极低,有的Q值在0.5以下。常见的测量电感的L一Q电桥的低Q收敛性很差 ,并因而可 能得到虚假的平衡,必须加以注意 。13 方案论证131 总体思路本设计中把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，单片机根据所选通道，向模拟开关送两路地址信号，取得振荡频率，作为单片机的时钟源，通过计数则可以计算出被测频率，再通过该频率计算出各个参数。然后根据所测频率判断是否转换量程，或者是把数据处理后，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。132 设计方案该设计方案的总体方框图如图1.3.1所示。被测电阻被测电容被测电感RC振荡器RC振荡器电容三点式振荡电路分频电路多路选择开关单片机显示电路按键电路图1.3.1 总体框图1.4本章小结本章介绍这次设计的基本内容以及设计要求，通过了解电阻，电容，电感的实际结构及其与其它测量方案比较，可以知道它们都可以转换成频来计算值的公共特点，最终决定选择用RC振荡电路和电容三点式振荡电路将电感值转换成频率f，再通过计算来确定L值，再送入数码管显示。第二章 主要芯片介绍21 TM555芯片简介555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V16V 工作输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。R-S触发器是由二个与非门交叉组成。555时基电路是基本R-S触发器，这种触发器的输入端要求低电平触发。其逻辑功能真值表如下：/R0110/S1010Q01Qn不定 555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555 定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图 2.1.1 和图 2.1.2 所示。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3 图2.2.1 图2.2.2555 定时器的功能主要由两个比较器A1和A2决定。两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 A1 的反相输入端的电压为 2VCC /3，A2 的同相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则比较器 A2 的输出为 1，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则 A1 的输出为 1，A2 的输出为 0，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。555定时器的1脚是接地端GND，2脚是低触发端TL，3脚是输出端OUT，4脚是清除端Rd，5脚是电压控制端CV，6脚是高触发端TH，7脚是放电端DIS，8脚是电源端VCC。555定时器的输出端电流可以达到200mA，因此可以直接驱动与这个电流数值相当的负载。555电路有一个直接置0端4脚，接入R-S触发器的入湍，只要四脚为0不管电路原是什么输出状态，也不管输入端加什么信号，555电路输出都为0，故称为总复位端。平时应确保电路正常工作，所以4脚接高电平。555时基电路的放电开关由晶体三级管VT组成。由于555电路组成定时电路时，定时的时间由RC电路的充电时间常数决定的。但是为使定时电路能反复使用，在完成一次定时控制后应将电容器C上的电荷入掉，为下次定时控制作好准备，放电管VT就为此而设。当C充电时VT截止，当C放电时VT饱和导通，提供放电通路。由于三极管的基极接在触发器的Q端，集电极接放电端庄脚，发射极接地。当555电路的U0=0，即Q=1，VT基极为高平，VT饱和导通，使用7脚接地。当555电路输出U0=1，刚Q=0，使VT截止，相当于7脚开路，所以VT起到一个开关作用。22 74LS13874LS138是一种三线八线译码器，有3个数据输入端，经译码产生8种状态。其引脚如图2.2.1所示，译码功能如表2.2.2所示。由表2.2.2可见，当译码器输入为某一个纺码时，就有一个固定的引脚输出为低电平，其余的为高电平。其工作原理如下：当一个选通端（E3）为高电平，另两个选通端（E1)和/(E2)）为低电平时，可将地址端（A、B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。 利用 E1、E2和E3可级联扩展成 24 线译码器；若外接一个反相器还可级联扩展成 32 线译码器。 若将选通端中的一个作为数据输入端时，74LS138还可作数据分配器。图2.2.1 表2.2.22.3 CD4052CD4052/CC4052是一个差分4通道数字控制模拟开关，有A、B两个二进制控制输入端和INH输入，具有低导通阻抗和很低的截止漏电流。幅值为4.520V的数字信号可控制峰峰值至20V的模拟信号。例如，若V DD=+5V，VSS=0，VEE=-13.5V，则05V的数字信号可控制-13.54.5V的模拟信号，这些开关电路在整个VDD-VSS和VDD-VEE电源范围内具有极低的静态功耗，与控制信号的逻辑状态无关，当INH输入端=“1”时，所有通道截止。二位二进制输入信号选通4对通道中的一通道，可连接该输入至输出。它的引脚功能如表2.3.1。Cd4052引脚功能表引脚符号功能1 2 4 5IN/OUTY通道输入/输出11 12 14 15IN/OUTX通道输入/输出9 10A B 地址端3IN/OUTY公共输入/输出13IN/OUTX公共输入/输出6INH禁止端7VEE模拟信号接地端8Vss数字信号接地端16VDD电源湍表2.3.1 图2.3.2输入状态接通通道INHBA0000Y 0X0011X1Y0102X2Y0113X3Y100均不接通表2.3.3图2.3.2为CD4052的内部结构图，分为X通道和Y通道，本次设计中只用到Y通道。表2.3.3为其工作状态图，由A和B来决定选通通道。2.4 74LS24574LS245是我们常用的芯片，用来驱动led或者其他的设备，它是8路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据。74LS245还具有双向三态功能，既可以输出，也可以输入数据。当8052单片机的P0口总线负载达到或超过P0最大负载能力时，必须接入74LS245等总线驱动器。当片选端/G低电平有效时，DIR=“0”，信号由 B 向 A 传输；（接收）DIR=“1”，信号由 A 向 B 传输；（发送）当/G为高电平时，A、B均为高阻态。由于P2口始终输出地址的高8位，接口时74LS245的三态控制端/1G和/2G接地，P2口与驱动器输入线对应相连。P0口与74LS245输入端相连,/E端接地，保证数据现畅通。8051的/RD和/PSEN相与后接DIR，使得/RD或/PSEN有效时，74LS245输入（P0.iDi），其它时间处于输出（P0.iDi）。当/G为高电平时，A，B为高阻。当/G为低电平，DIR为低电平时，B到A。当/G为低电平，DIR为高电平时，A到B。第三章 主要电路设计与说明3.1 电源电路电源电路包括变压器，桥式整流器，电容滤波和稳压器。通过就压器变压，使得220V变为+12V，再通过桥式整流，电容的滤波作用，7805稳压器的稳压作用，可输出+5V的稳定电压。通过7012稳定器刚输出为+12V直流电。如图3.1.1所示：F1为保险丝，应接在火线上。图3.1.1所示为集成直流稳压电源电路的原理图，本电源电路是由集成稳压器构成的。电路可分成三个部分：电源变压器部分，整流滤波部分和稳压部分。变压器原边为220V交流电压，经过变压后，U6和U11为整流桥电路，它由四个整流二极管接成的电桥形式。C11与C10和C12与C21为滤波电容。其输入和输出电压都为固定值+12V，C13与C14和C22与C23用以改善负载的瞬态响应，消除电路的高频和低频噪声，同时也具有消振作用。最后输出+5V和+12V电压供其它电路模块使用。3.2 复位电路复位是由外部的复位电路来实现的。上电复位：上电复位电路是一种简单的复位电路，只要在RST复位引脚接一个电容到VCC，接一个电阻到地就可以了。上电复位是指在给系统上电时，复位电路通过电容加到RST复位引脚一个智暂的高电平信号，这个复位信号随着VCC对电容的充电过程而回落，所以RST引脚复位的高电平维持时间取决于电容的充电时间，为了保证系统安全可靠的复位，RST引脚的高电平信号必须维持足够长的时间。上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。只要VCC的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位。3.3 时钟电路时钟是单片机的心脏电路，单片机各功能部件是运行都是以时钟频率为基准，有条不紊的工作。因此，时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机的稳定性。常用的时钟电路有两种：内部时钟方式和外部时钟方式。时钟电路原理图，在AT89S52芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，输出湍为XTAL2。而在芯片内部，XTAL1和XTAL2间跨接晶体振荡器和微调电路，从而构成一个稳定的自激振荡器。时钟电路产生的振荡脉冲经过角发器进行二分频之后，才成为单片机的时钟脉冲信号。3.4 分频电路在数字逻辑电路设计中，分频电路是电子设备和电子系统中常用的一种基本电路，通常用来给某个给定频率进行分频。分频电路不仅广泛的用于数字系统物别是无线通信系统中，如载波恢复，上下变频，比物同步等等，在核电子学中也有着重要就用。在本次设计过程中，由电感转换出来的频率一般都很高，可达到3MHZ左右，而单片机最大的计数频率大约为500KHZ，达不到测量电感所需要的频率。所以要把电感转换出来的频率进行分频。在这次设计电路中做8次分频。分频电路图如图3.4.1所示。图3.4.1用555构成的单稳态作为分频电路，关键是正确选择定时电路的时间常数R20C24与输入触发脉部重复周期T的关系。如本次设计中所需8分频，则要求定时时间常数td=1.1 R20C24应在8T和（8-1）T之间。则8T1.1 R20C247T T=1ms3.5 用555时基电路构成多谐振荡器在电路中采用RC振荡电路来测量电阻R、电容C的值，用555时基电路构成RC振荡器。如图3.5.1所示，将555与三个阻、容元件如图连接，便构成无稳态多谐振荡模式。图3.5.1当加上电压时，由于上端电压不能突变，故555处于置位状态，输出端（5/9）呈高电平“1”，而内部的放电COMS管截止，通过和对其充电，6/8脚电位随上端电压的升高呈指数上升。当上的电压随时间增加，达到Vcc阈值电平（2/12脚）时，上比较器A翻转，使RS触发器置位，经缓冲级倒相，输出呈低电平“0”。此时，放电管饱和导通，上的电荷经至放电管放电。当放电使其电压降至Vcc触发电平（6/8脚）时，下比较器B翻转，使RS触发器复位，经缓冲级倒相，输出呈高电平“1”。以上过程重复出现，形成无稳态多谐振荡。由上面对多谐振荡过程的分析不难看出，输出脉冲的持续时间就是上的电压从Vcc充电到Vcc所需的时间，故两端电压的变化规律为设，则上式简化为从上式中求得一般简写为电路间歇期就是两端电压从Vcc充电到Vcc所需的时间，即从上式中求得，并设，则一般简写为那么电路的振荡周期为振荡频率，即输出振荡波形的占空比为从上面的公式推导，可以得出（1）振荡周期与电源电压无关，而取决于充电和放电的总时间常数，即仅、的值有关。（2）振荡波的占空比与的大小无关，而仅与、的大小比值有关。3.6 测量电阻的电路模块图3.6.2是一个由555时基电路构成的多谐振荡电路，由该电路可以测出量程在1001M的电阻。该电路的振荡周期为T=T1+T1=(ln2)(R21+Rx)C15+(ln2) RxC15=(ln2)(R21+2Rx)C15其中为输出高电平的时间，为输出低电平的时间。则：R21+2Rx=1/(ln2)C15f图3.6.2因为RC振荡的稳定度可达10-3，单片机测频率最多误差一个脉冲，所以用单片机测频率引起的误差在百分之一以下。在电路中所选用CD4052的内阻并不清楚，在进行测量之前需要进行校准。3.7 测的RC振荡电路测量电容的振荡电路与测量电阻的振荡电路完全一样。其电路图如图3.7.1所示。若R22=R23，则R22=R23=510因为测电容和测电阻所用的电路模块都是由555构成的多谐振电路，T=T1+T1=(ln2)(R22+R23)Cx+(ln2) R23Cx=(ln2)(R22+2R23)CxCx=T/(ln2)(R22+2R23) 其它分析方法与测电阻是一样的，图3.7.13.8 测的电容三点式振荡电路电感的测量是采用电容三点式振荡电路来实现的，所谓三点式振荡器，是指LC振荡器中选频网络有两个电容、一个电感或者两个电感、一个电容组成的振荡器。一般LC振荡电路在直流通路正常情况下判别能否振荡时由于振幅条件不便于判别，只看相位条件即可，只要相位条件满足，我们就说它能够振荡。如图3.8.1所示。三点式电路是指：LC回路中与发射极相连的两个电抗元件必须是同性质的，另外一个电抗元件必须为异性质的，而与发射极相连的两个电抗元件同为电容时的三点式电路，成为电容三点式电路。反馈电压中高次谐波分量很小，因而输出波形好，接近正弦波。反馈系数因与回路电容有关，如果用该变回路的方法来调整震荡频率，必将改变反馈系数，从而影响起震。因为晶体管放大器的增益随输入信号振幅变化的特性与振荡的三个振幅条件一致, 所以只要能起振, 必定满足平衡和稳定条件。C7是隔直流电容，在交流等效电路中可视为短路。在这个电容三点式振荡电路中，C7 与C20分别采用1000pF、2200pF的独石电容，其电容值远大于晶体管极间电容，可以把极间电容忽略。振荡公式：，其中 则电感的感抗为在测量电感的时候，发现电感起振频率非常的高，大致到达3MHz左右，而单片机的最大计数频率大约为500KHz，在频率方面达不到测量电感频率，于是我们把测电感的电容三点式电路得出的频率经过由555时基电路组成的分频电路对该频率进行8分频，以满足单片机计数要求。图3.8.13.9多路选择开关电路利用CD4052实现测量类别的转换，CD4052是双4选一的模拟开关选择器件。当选择了某一通道的频率后，输出频率通过通过IOB4作为CPU定时器的时钟源并开始计数，当计数到3秒后读出计数器的值，除以3就得到了被测R/C/L所对应产生的频率，通过计算得到要被测值。IOA4IOA3测量类别00Y0-R01Y1-C10Y2-L11*上图为CD4052在电路中的实图3.10按键电路按键和二极管分别表示不同类别的测量，如下表所示： 按键二极管对应测试项S2LED6测试RS3LED7测试CS4LED8测试L当有键按下去的时候，对应的发光二极管会亮，由单片机确认所选定的被测量。 3.11 显示电路 显示电路由五位共阴级LED显示管组成，前三位显示数据，第四位为正负显示，如显示0则表示正，显示一，则表示负.如显示为03403，则表示值为103,034一3，则表示值为10-3 。第四章 软件设计在开始工作的时候，初始化系统，LED显示00000。本系统软件设计的主流程图如图4.1示。对系统初始化之后，判断是否有按键按下。接着判断是测什么电路，根据测量电路将器件值转换为频率f，根据被测量的换算公式，利用单片机软件编程，算出它的值，再将值送到显示管显示出来。主要流程图如下：图4.1 系统主要流程图第五章 误差分析测Rx的误差分析： 因为 所以 因为相当小，在千分之几的数量级，远小于仪表所需要的精度，可忽略。这样，的精度取决于，即电容的稳定性。电路中采用了稳定性良好的独石电容，理论上说，只有小于1%，所测电阻的精度就能在1%以下。由于单片机程序中采用了多位数的浮点运算，计算精度可远高于1%。测Cx的误差分析： 与测Rx一样，有 已知能满足1%以下的精度，而精密的金属膜电阻，其阻值的变化亦能满足1%左右的精度。这样，电容的测量精度也可以做得到比较高。注意：由于建立RC稳定振荡的时间较长，在测量电阻和电容时，应在显示稳定后再读出参数值测Lx的误差分析：由 得出所以=+由此可见，因为相当小，的精度主要取决于电容值和稳定性，从理论上讲，只要小于1%，也就能达到相应的水平。一般而言，电空的稳定性，特别是你独石电容一类性能比较好的电容，能满足小于5%的要求，这样误差精度就能保持在5%以内。总结本设计完成题目所给的设计任务，制作了一台数字显示的电阻器、电容器和电感器参数测试仪，满足题目的基本要求和一部分发挥要求。运用单片机作为中央控制器和计算核心，使仪表有性能可靠、体积小、电路简单的特点。但是这种把元件参数转换成频率后测量的方法也有不足之处，主要是必须保证电路起振，并且振荡要稳定，否则会增加误差。总体来说，本次设计是成功的。参考文献1 何小艇编著，电子系统设计M，杭州：浙江大学出版社，2000.10； 2 谢自美主编，电子电路设计M，武汉：华中理工大学出版社，2000； 3 徐爱钧编著，智能化测量控制仪表原理与设计M，北京：北京航空航天大学出版社，2004.9； 4 何立民编著，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，1990.1；5 刘守义主编，单片机应用技术M，西安：西安电子科技大学出版社，2003.16 马忠梅，单片机的C语言Windows环境编程宝典M, 北京：北京航空航天大学出版社，2003.6； 7 李光飞,单片机C程序设计指导M,北京:北京航空航天大学出版社，2003.01 ；8 赵茂泰主编，智能仪器原理及应用M，北京：电子工业出版社,2004.7；9 许德成主比编，任意分频高计方法J，科技广场，2007.1110张国福主编，电子技术M，北京人民邮电出版出版社，200811张迎新编. 单片微型计算机原理、 应用及接口技术M .国防工业出版社 ,1979.12邱关源编. 电路M . 高等教育出版社 ,1998.13李清泉编，集成电路放大器原理与应用，科学出版社，198014蒋焕文，孙续编，电子测量，北京，中国计量出版社，199515卢文科编，一种实用高精度恒流源，198916康文科编，电子技术基础，人民教育出版社，1979致谢 本课题在选题及研究过程中得到杨小玲老师的悉心指导。杨老师多次询问研究进程，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。我非常感谢她，她给我无形中的压力，促使我完成这次任务，如果没有她的督促，我无法想象怎么样来完成论文。这次设计中，我学到了很多东西。比方说找资料，上图书馆，以前去图书馆是没有目的的，看到自己喜欢的书就借，而这次不同，知道自己要什么书，要找什么方面的资料，而往往要去几次才能找到自己所需要的东西，这就像社会上生活一样，碰壁是不可避免的，只要你坚持，就一定有成功的一天。有付出就会有收获，可以说毕业设计完成之后，会发现所学到的东西非常多，相当于你一年在课外所学到的东西，也复习和熟练了以前所学到的知识，至少对我来说是这样的。在设计期间发现自己有好多不足之处，比方说不耐心，细心。这往往是犯大错的前提。遇到问题的时候往往会无从下手，力不从心，对课本上的知道没有完全消化。这段时间真的很感谢杨老师，感谢她对事的认真负责，感谢她对我的悉心教导，感谢她对任务的精益求精。同样也感谢那些帮过我的同学，老师，还有图书馆的工作人员，他们对我的帮助也是相当大的。再次对他们说声：“谢谢！”。当然，不能忘记各位评委老师，感谢你们在百忙之中抽出时间来看我的论文，来听我做毕业设计报告，谢谢！ 附 录附录1 附总原理图附录2 PCB图附录3 元器件清单名称型号数量电 阻1K22K210K2100K2电 阻0.1uF91000pF32200pF122uF4570uF220pF1时基电路LM55538路同相三态双向总线收发器74LS2451单片机AT89S5218 线译码器74LS13814通道数字控制模拟开关CD40521稳压器LM7812CT1稳压器LM7805CK1晶振晶振12M1三极管90142三极管90125共阴数码管5轻触开关4发光二极管5保险丝1二极管IN40071桥式电路212V变压器1附录4 程序清单-本设计程序由C语言编写主程序名： RLCTest.h程序实现的主要功能：把R、L、C转换的频率，通过编程求出其值，送LED显示-#include#includeRLCTest.hunion countstruct clockTwounsigned char clockH;unsigned char clockL;clockTwo;unsigned int clock;count; /定义频率字unsigned char code disdata16=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e; unsigned char data dismem8;/定义LED显示频段-系统初始化-void init(void) stateR=0;testR=1;stateC=1;testC=0;stateL=1;testL=0;largeR=1;smallR=0;largeC=1;smallC=0; void delay4us(unsigned int time)while(-time);void delay2us(unsigned char time) while(-time); void inittime(void) TMOD=0x15;/C/T 0 为计数器，用于频率计数。C/T 1 为定时器。用于动态显示 TH1=0xF8;/timer1=2ms TL1=0x2f; ET1=1; EA=1; TR1=1; TR0=1; ET0=1; /timer 2 T2CON=0x04; T2MOD=0x00; TH2=0x3C; TL2=0xB0; RCAP2H=0x3C; RCAP2L=0xB0; TR2=1; ET2=1; -按键处理-void keyprocess(void) if (keyR=0)delay2us(20);if (keyR=0) stateR=0;testR=1;stateL=1;testL=0;stateC=1;testC=0;Tstate=1;while(keyR=0); else if (keyC=0) delay2us(20);if (keyC=0) stateR=1;testR=0;stateL=1;testL=0;stateC=0;testC=1;Tstate=1;while(keyC=0); else if (keyL=0) delay2us(20);if (keyL=0) stateR=1;testR=0;stateL=0;testL=1;stateC=1;testC=0;Tstate=1;while(keyL=0); else if (keyT=0) delay2us(20);if (keyT=0)Tstate=Tstate;while(keyT=0); -主函数-void main() unsigned int freq; inittime(); init();dokeyprocess(); delay4us(65535);freq=count.clock;/(clockH*256)+clockL;if (stateC=0) freq=48000/freq; dismem0=freq/10000; freq=freq%10000; dismem1=freq/1000;freq=freq%1000; dismem2=freq/100; freq=freq%100; dismem3=freq/10; freq=freq%10; dismem4=freq; while(1); /动态显示void tim1timer(void) interrupt 3/占用定时器1static unsigned char inittime=1;/中段次数计数ET1=0;TH1=0xF8;TL1=0x2f;switch (inittime)case 1:ledbitA=0;ledbitB=0;ledbitC=0;ledbitCS=0;ledseg=disdatadismem0;break;case 2:ledbitA=1;ledbitB=0;ledbitC=0;ledbitCS=0;ledseg=disdatadismem1;break;case 3:ledbitA=0;ledbitB=1;ledbitC=0;ledbitCS=0;ledseg=disdatadismem2;break;case 4:ledbitA=1;ledbitB=1;ledbitC=0;ledbitCS=0;ledseg=disdatadismem3;break;case 5:ledbitA=0;ledbitB=0;ledbitC=1;ledbitCS=0;ledseg=disdatadismem4;break;case 6:ledbitA=1;ledbitB=0;ledbitC=1;ledbitCS=0;ledseg=disdatadisme5;break;case 7:ledbitA=0;ledbitB=1;ledbitC=1;ledbitCS=0;ledseg=disdatadismem/timer=2ms 6;break;default :ledbitA=1;ledbitB=1;ledbitC=1;ledbitCS=0;ledseg=disdatadismem7;inittime =0;break; ET1=1; TR1=1; inittime+;void timer2timer(void) interrupt 5 EA=0; TF2=0;/定时器2须由软件清中断标志位 TR0=0;TR2=0;count.clockTwo.clockH=TH0;count.clockTwo.clockL=TL0; TH0=0; TL0=0; TR2=1; TR0=1; P1_7=P1_7; EA=1; -计算阻容器件值-#define PI 3.1415926Main()float L,f,C;f= ;C=068715;L=1/(4*PI*PI*f*f*C);Printf(“L=%fn”,L);#define LN2 0.69314718Mian()float Cx,f;Cx=1/(3*LN2*f);Printf(“Cx=%fn”,Cx);#define LN2 0.69314718Main()float Rx,C,f,R;C= ;F= ;R= Rx=1/(2*LN2*C*f)-0.5R;Printf(“Rx=%fn”,Rx);35- -