基于单片机的数字电桥设计

《基于单片机的数字电桥设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于单片机的数字电桥设计摘要随着测量技术的不断发展，手持式的测量设备逐渐变现出更好的性能。同时，人们在对电子元件的测量上也渴望能够有一款便捷精确的测量设备。本文就是基于这些问题提出的基于AT89C51单片机来测量元器件参数的手持式数字电桥设备的设计。该数字电桥设备以AT89C51单片机作为控制核心，采用了半桥电路和自由轴法的原理，使设备来完成测量功能。设备通过AT89C51嵌入到测量设备，来对电子元件电阻R、电感L、电容C进行测量，同时也可以在多频率下进行精确的测量，最后在LCD上进行结果显示，并能根据用户的需求进行相关的设置，并能实现对电子元件的筛选、传送数据等功能。通过测试，该设计可以实现

2、预期的功能。目录第一章绪论21研究背景与现状22研究内容与意义23论文的结构安排3第二章系统设计31总体设计32设备功能33本章小节4第三章硬件设计41硬件结构52模块介绍52.1主控制电路52.2半桥电路62.3键盘62.4液晶显示62.5串口通信63本章小结7第四章软件设计71开发环境72系统软件框架72.1按键控制82.2液晶显示82.3串口通信93本章小节9第五章总结与展望9参考文献10致谢10第一章绪论1研究背景与现状数字电桥是指能够灵活运用相关的测试条件来帮助使用者来测量电阻值（R），电容值（C）以及电感值（L）的测量工具。该仪器不仅可以获得准确的R，C，L而且还能够得出相角值，损

3、耗因子，品质因子以及其他的相关变量值，可以让使用者更加了解使用的元器件，也就是说，在某种程度上这种仪器可以帮助使用者来进行仪器的筛选和相应的分类，可以明显提高工作效率，因而现在该数字电桥在测量和维护元器件等方面具有不可替代的价值。在70年代中期提出的电子电桥，刚开始是以固定轴法为基础来实现的，发展到70年代后期时采用自由轴法，该项技术极大的推动了电子电桥的发展。在刚开始时可以测量的频率比较低而且有限。后期随着技术的发展，可测量的频率也越来越高同时频率种类也越来越多，因而为了改善在频率高的时候测量的准确性，提出了半桥法与平衡法融合的方法，使得测量的精确度有了很大的提高。在人机交互上，以前仅仅是使

4、用数码技术来进行显示，现在已经发展到可以用图形符号来进行显示，同时也可以显示测量条件和原件数量，有的甚至时不需要使用键盘来进行操作的，可以完全的自主来实现测量。除此之外，部分仪器使用串口通信的方式与电脑端进行数据传送，将测量后的数据发送给电脑端，由电脑端做进一步的处理。目前数字电桥主要包括俩种分别是台式的数字电桥和手持式的电子电桥。通常情况下，台式的表现出更高的测量精确度，但其存在着耗电快，不易携带以及测试条件苛刻等问题，因而不能够在普通用户中被广泛使用。手持式时以微处理器为核心设计完成的，表现出操作简单，功耗低，体积小等优点，使得该类电子电桥能够被大多人人所接受。目前手持式的电子电桥所使用的

5、微处理器有以51单片机为核心，以ARM为核心以及使用FPGA来实现的，其中FPGA的处理速度最快，表现出更好的优势。手持式的电子电桥在生活中可以很方便的使用，测量获得的结果大多数可以满足测量的要求，因而手持式的设备在生活中比台式应用的更加广泛。在电子测量仪器中，手持式的设备可以不用关心测试环境而且具有携带方便功耗低精度高等优点，所以该类设备有着很大的研发意义。2研究内容与意义由于半桥电路的硬件结构简单，而且因硬件原因造成的误差会很小，所以使用以半桥电路为基础的方法完成手持式的电子电桥设备。同时为了防止同向误差的形成采用的测量原理时自由轴法。在主控器的选择上，因为本系统是为了实现方案设计，从设计

6、中了解电子电桥的原理，因而选用可以满足设计要求的AT89C51单片机作为主控制芯片。本次设计时使用AT89C51为控制器的数字电桥的设计，该设计拥有按键电路可实现选择不同的测量功能，同时在LCD上进行显示，可以实现对电子元件相应的电阻值，电感值，和电容值的准确测量，并且依据使用者设置的选择条件来进行筛选。数字电桥是指能够灵活运用相关的测试条件来帮助使用者来测量R，C以及L的测量工具。在获得准确的R，C，L的同时而且还能够得出相角值，损耗因子，品质因子以及其他的相关变量值，可以让使用者更加了解使用的元器件并根据需要进行合适的分类。同时，手持式的数字电桥设备在生活中可以很方便的使用，而且测量获得的

7、结果大多数可以满足测量的要求，因而手持式的设备在生活有着很广泛的使用。在电子测量仪器中，手持式的设备可以不用关心测试环境，而且具有携带方便，功耗低，精度高等优点，所以研发该类设备有着很大的实际意义。3论文的结构安排本文系统的介绍了以AT89C51为微处理器来手持式的数字电桥设备，通过该设备可以方便的测量电子元器件的电感值，电容值和电阻值。以下将阐述本次论文的结构。第一章是介绍数字电桥设备的历史背景