基于微处理器的rlc测量系统设计

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1、毕业设计（论文）中期报告题目名称：基于微处理器的电容电感测试系统的设计学院名称：电子信息学院班级：测控082学号：6学生姓名：齐少鹏指导教师：贺焕林日期：2012-4-261010中原工学院毕业设计（论文）中期报告目录1.设计任务与要求12.总体方案论证22.1方案比较22.2方案论证32.3系统框图32.4测量模块电路42.4.1RC测量电路42.4.2电感测量电路42.5调理电路设计52.6I/O口地址分配73.设计要求进度74.已完成情况74.1方案的总体设计84.2硬件的焊接和测试84.3接口、操作界面设计84.4部分功能

2、模块的程序代码设计85.设计过程中所面临的问题及解决办法85.1接口、操作界面的设计95.2功能模块设计的问题96.下一步工作计划97主要参考文献910中原工学院毕业设计（论文）中期报告1.设计任务与要求设计并制作一台简易数字式电阻、电容和电感参数测量系统.具体要求:1.测量范围（1）基本测量范围：电阻100Ω～1MΩ；电容100pF～10000pF；电感100μH～10mH。（2）发挥测量范围：电阻10Ω～10MΩ；电容50pF～10μF；电感50μH～1H。2.测量精度（1）基本测量精度：电阻±5%；电容±10%；电感±5%。

3、（2）发挥测量精度：电阻±2%；电容±8%；电感±8%。3.利用128*64液晶显示器，显示测量数值、类型和单位。2.总体方案论证2.1方案比较电阻、电容、电感测试仪的设计可用多种方案完成，例如利用模拟电路，电阻可用比例运算器法和积分运算器法，电容可用恒流法和比较法，电感可用时间常数发和同步分离法等、使用可编程逻辑控制器(PLC)、振荡电路与单片机结合或CPLD与EDA相结合等等来实现。在设计前对各种方案进行了比较：1)利用纯模拟电路虽然避免了编程的麻烦，但电路复杂，所用器件较多，灵活性差，测量精度低，现在已较少使用。2)可编程逻

4、辑控制器(PLC)应用广泛，它能够非常方便地集成到工业控制系统中。其速度快，体积小，可靠性和精度都较好，在设计中可采用PLC对硬件进行控制，但是用PLC实现价格相对昂贵，因而成本过高。3)采用CPLD或FPGA实现应用目前广泛应用的VHDL硬件电路描述语言，实现电阻，电容，电感测试仪的设计，利用MAXPLUSII集成开发环境进行综合、仿真，并下载到CPLD或FPGA可编程逻辑器件中，完成系统的控制作用。但10中原工学院毕业设计（论文）中期报告相对而言规模大，结构复杂。4)利用振荡电路与单片机结合利用555多谐振荡电路将电阻，电容参

5、数转化为频率，而电感则是根据电容三点式电路也转化为频率，这样就能够把模拟量近似的转换为数字量，而频率f是单片机很容易处理的数字量，一方面测量精度高，另一方面便于使仪表实现自动化，而且单片机构成的应用系统有较大的可靠性。系统扩展、系统配置灵活。容易构成各种规模的应用系统，且应用系统有较高的软、硬件利用系数。单片机具有可编程性，硬件的功能描述可完全在软件上实现，而且设计时间短，成本低，可靠性高。2.2方案论证很多仪表都是把较难测量的物理量转变精度较高且较容易测量的物理量。基于此思路把电子元件的集中参数L、R、C转换成频率信号f，然后用

6、单片机计数后再运算求出L、R、C的值并显示，转换的原理分别是RC震荡和LC三点式振荡。其实这种转换就是把模拟量近似转换为数字量，频率是单片机很容易处理的数字量，这种数值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，从而达到仪表的高可靠性、高精度和多功能。综上所述，利用振荡电路与单片机结合实现电阻、电容、电感测试仪更为简便可行，节约成本。所以，本次设计选定以单片机为核心来进行。2.3系统框图系统分测量电路和控制电路,系统电路方框图如图1所示。电容电阻测量模块选择用555振荡器，将被测量转换为单片机容易识别的

7、频率。电感测量模块选择使用电容三点式振荡电路，后续调理成数字频率，送入单片机进行测量。10中原工学院毕业设计（论文）中期报告被测电阻被测电容被测电感555振荡电路LC振荡电路量程自动切换电路单片机STC89C52RCLCD显示器555振荡电路图1.系统原理框图2.4测量模块电路2.4.1RC测量电路测量仪采用RC振荡电路（如图2）把待测元件参数信号转换为脉冲频率信号，充分利用单片机能够精确捕捉采样脉冲频率信号的优势以及单片机强大的数据处理功能，有效节省资源的同时还提高了测量精度，简化了系统的硬件结构。10中原工学院毕业设计（论文）

8、中期报告图2.RC测量电路2.4.2电感测量电路振荡电路采用LC振荡电路（如图3），振荡的频率由L和C确定。振荡管采用9014,Rb1和Rb2为基极偏置,Rc为限流电阻,电容C1、C2和电感L构成正反馈选频网络,反馈信号取自电容C2两端。该电路也称