--电感电容测量仪器的设计论文--终极版.doc

本科毕业论文 设计 本科毕业论文 设计 2014 2014 届届 电感电容测量仪器的设计 院 系 电子信息工程学院 专 业 电子信息工程 姓 名 韩永奇 指导教师 陆俊峰 陈兵兵 高 工 助 教 2014 年 4 月 学号 1008421103 合肥师范学院 2014 届本科毕业论文 设计 I 摘 要 近年来 电子行业的飞速发展 用户大多数使用万用表来测量一些元件参数或者电 路中的电压电流 但是万用表却有一定的局限性 它只能测量有限种类的元器件的参数 却不能测量电感电容这部分元器件 所以制作一种简便的电容电感测量仪显得尤为重要 方便用户测量电路中需要用到的电容及电感的具体值 在测量电感电容值时 传统的测量大都采用交流电桥法和谐振法 然后通过磁性指 针刻度读数 然而这些方法读数不够直观准确 通过改进 结合 LRC 振荡电路原理 结 合以 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 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 通过单片机做运算 计算出待测元件的各个参数并通过 1602 液晶屏显示出来 通过 按键选择被测元件类型 测量时 只需将待测元件引脚放在测试仪的输入端即可 实验 结果表明 该系统性能稳定 精度高 关键词 STC89C52单片机 电阻测量 电容测量 电感测量 合肥师范学院 2014 届本科毕业论文 设计 II Abstract In recent years the rapid development of the electronics industry most users use a multimeter to measure the parameters of some components or the circuit voltage and current However there are some limitations multimeter it can only measure the parameters of limited types of components but not in this part of the inductance and capacitance measurement components So making a simple capacitance and inductance measuring instrument is particularly important user specific value measurement circuits need to use capacitors and inductors When measuring the inductance and capacitance values mostly using traditional measurement method and AC bridge resonant method However these methods usually scale reading reading is not intuitive By improving based on the principle of LC oscillator circuit combined with STC89C52 microcontroller core with the necessary peripheral circuit resistance capacitance and inductance parameters were measured The basic principle is that the resistor capacitor capacitance changes the inductance values are converted to a square wave pulse frequency changes by the microcontroller to do arithmetic to calculate the various parameters of the DUT and through 1602 LCD screen display By button to select the type of test elements measurement simply put the DUT pin to the input of the tester Experimental results show that the system performance stability high accuracy Keywords STC89C52 SCM Resistance measurement Capacitance measurement Inductance measurement 合肥师范学院 2014 届本科毕业论文 设计 III 目 录 摘 要 I ABSTRACT II 目 录 III 1 绪论 1 2 电路方案的设计 1 2 1 电阻测量方案 1 2 2 电容测量方案 2 2 3 电感测量方案 2 3 核心元器件介绍 3 3 1 NE555 的介绍 3 3 2 NE5532 的介绍 5 3 3 STC89C52 的介绍 6 3 4 1602 液晶的介绍 7 4 单元电路设计 10 4 1 电阻测量电路的设计 10 4 2 电容测量电路的设计 11 4 3 电感测量电路的设计 12 4 4 电阻 电容 电感显示电路的设计 12 5 程序设计 13 5 1 中断程序流程图 13 5 2 主程序流程图 14 6 设计结果 15 6 1 系统测试 15 6 2 系统总结 17 心得体会 18 参考文献 19 附 件 20 合肥师范学院 2014 届本科毕业论文 设计 0 1 1 绪论绪论 我们生活在一个科学技术比较发达的现代化社会 而在现代化学习 实验 生产过 程当中 往往都要对某一个元器件的具体参数进行测量 经常要对很多电感和电容进行 测量 这就要用很多仪器和仪表 在这之中万用表以其简单易用 功耗低等优点被大多 数人所选择使用 然而万用表却有很多局限性 比如不能测量电容 有时对电感也有不 能用的时候 所以制作一个简单易用的电感电容测量仪是很有必要的 如今国内很多生产厂家都致力于新型电感 电容测量仪器的研究 都向着高精度 低功耗的方向不断努力 他们使用的原理就是利用LRC振荡电路把电感 电容的数据转化 为电压或者频率信号 再通过频率检测用单片机进行运算二得到的 这种方法简单高效 精度高 具有很好的研究前景 2 2 电路方案的电路方案的设计设计 电阻 电容 电感的设计采用分块设计的方法 先对电阻的测量模块进行设计 再 对电容测量模块实际 最后在对相对比较复杂的电感测量设计 电阻电容测量都采用 555 定时器构成振荡电路的方法 电感测量是采用电容三点式振荡电路的方法 2 1 电阻测量方案电阻测量方案 电阻测量采用用555定时器构成单稳态电路 把待测电阻连入下面 图2 1 所示的 555定时器 构成单稳态电路 通过单片机读取其所产生脉冲波形的频率 然后通过公式 计算得到电阻的阻值的方法 1 图 2 1 555 定时器构成单稳态的电阻测量电路图 由电路图可以知道频率的计算公式为 2 1 CRR f x 2 2ln 1 1 合肥师范学院 2014 届本科毕业论文 设计 1 化简得出 2 2 2ln 1 2 1 1 R Cf Rx 由于使用单稳态电路通过单片机处理 其精确度高 2 2 电容测量方案电容测量方案 电容的测量与电阻测量相似 也是利用 555 构成单稳态电路 如图 2 2 待测电容是 电路中的 Cx 再用单片机处理 OUT 输出的信号的频率 通过公式换算得到电容值 由 单稳态电路的特性知 2 3 x CRR f 2 2ln 1 21 在这里如果设 R1 R2 可以得出 2 4 1 2ln3 1 Rf Cx 电容测量电路如下图所示 图 2 2 555 定时器构成单稳态的电容测量电路图 上述方案从对测量精度要求而言 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 2 3 电感测量方案电感测量方案 对于电感的测量是利用电容三点式正弦波震荡原理的方案 如图 2 3 合肥师范学院 2014 届本科毕业论文 设计 2 图 2 3 电容三点式正弦波震荡电路图 由于振荡电路频率为 2 5 x L CC CC f 2 1 21 21 可化简得到电感值 2 6 21 21 2 2 1 CC CC f Lx 上述方案从计算公式可知 只需要通过单片机处理频率信号即可得到待测电感值 对测量精度要求而言 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 2 3 3 核心元器件介绍核心元器件介绍 要设计出比较精确的仪器 元件的选择相当重要 选错了元器件 电感电容的测量 的测量值可能与真实值相差很大 对设计来说就失去了意义 对调试工作也带来了巨大 的困难 所以 设计之前一定要选对元器件 本设计使用的主要元器件有 NE555 定时器 NE5532 运算放大器 STC89C51 单片机 1602 液晶显示器 以及一些电阻电容的元件 下面对主要元器件进行简单介绍 3 1 NE555 的介绍的介绍 NE555 芯片是集成了 555 定时器的芯片 它刚开始是用来做定时器使用的 或者是 555 时基电路 后来经过多方面的开发 除了具有定时功能以外 也开发出可以用于调节 温度 压力 光照 速度等各种控制与检测 还可以组成单稳态 双稳态 脉冲震荡与 调制电路 用于脉冲调制 电源变换 频率变换 交流信号源等 3 由于其具有使用方便 合肥师范学院 2014 届本科毕业论文 设计 3 可靠 价格低廉而被广泛应用于各种电子产品中之中 555 集成电路内部集成了几十个元 器件 有触发器 比较器 分压器 缓冲器等模拟电路和数字电路的混合体 4 图 3 1 555 集成电路内部结构图 引脚图如下 图 3 2 555 引脚图 555 集成电路是 8 脚封装 双列直插型 NE555 引脚功能如下 Pin 1 GND 接地 通常被连接到电路共同接地 Pin 2 Trigger 触发点 这个脚位是触发 NE555 使其启动它的时间周期 又称触发端 是下比较器的输入 触发信号上缘电压须大于 2 3 VCC 下缘须低于 1 3 VCC Pin 3 Output 输出 输出端 VO 它有 0 和 1 两种状态 由输入端所加电平决定 当时间周期开始 555 的输出输出脚位 移至比电源电压少 1 7 伏的高电位 周期的结束输 出回到 0 伏左右的低电位 于高电位时的最大输出电流大约 0 2A Pin 4 Reset 重置 一个低逻辑电位送至该脚位时会重置定时器且使输出回落到一个低 电位 加上低电平时可使输出为低电平 5 它通常被接到电源或不用连接 Pin 5 Control voltage 控制 控制电压端 VC 准许由外部电压控制触发和闸限电压 可用它控制改变上下触发电平值 当计时器经营在振荡或稳定的运作方式下 这个输入可 以用来改变或调整输出的频率值 Pin 6 Threshold 重置锁定 又称阈值端 TH 是上比较器的输入 重置锁定并能 使输出呈低电平 当此接脚的电压从 1 3 VCC 电压以下移至 2 3 VCC 以上时启动这个动 作 合肥师范学院 2014 届本科毕业论文 设计 4 Pin 7 Discharge 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这个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出能力 当输出为 ON 时为 LOW 对地为低阻抗 当输出为 OFF 时为 HIGH 对地为高阻抗 Pin 8 Vcc V 这是 555 个计时器 IC 的正电源电压端 供应电压的范围是 4 5 伏特 最小值 至 16 伏特 最大值 由如 图 3 3 a 是典型 555 构成的多谐振荡器如图所示 b 是输出波形 a b 图 3 3 555 定时器构成多谐振荡器 接通电源之后 电源 VDD 通过 R1 和 R2 对电容 C 充电 当 Uc 1 3VDD 时 振荡器 输出 V0 1 放电管截止 当 Uc 充电到 2 3VDD 后 振荡器输出 Vo 翻转成低电平 0 此 时放电管导通 使放电端 DIS 接地 电容 C 通过 R2 对地放电 使 Uc 下降 当 Uc 下 降到 1 3VDD 之后 振荡器输出 VO 又翻转成高电平 1 此时放电管有截止 使放电端 DIS 不接地 电源 VDD 通过 R1 与 R2 又对电容 C 充电 又使 Uc从 1 3VDD 上升到 2 3VDD 触发器又发生翻转 如此周而复始下去 从而在输出端 Vo 得到连续变化的振 荡脉冲波形信号 6 脉冲宽度 TL 0 7R 2C 是由电容 C 放电时间决定的 TH 0 7 R1 R2 C 是由电容 C 充电时间决定的 脉冲周期为 T TH TL 3 2 NE5532 的介绍的介绍 NE5532 是高性能低噪声双运算放大器 双运放 集成电路 与很多标准运放相比较 它具有更好的噪声性能 优良的输出驱动能力及相当高的小信号和电源带宽 电源电压 范围大等特点 因此很适合应用在高品质和专业音响设备 仪器 控制电路及电话通道 放大器 在上世纪九十年代初的音响界被发烧友们誉为 运放之皇 至今仍是很多音响 发烧友手中必备的运放之一 所以用它来对电容三点式正弦波震荡电路放大能取得非常 高的精确度 7 NE5532 技术特点 电压范围 3V 20V 输入噪声电压 5nV Hz 典型值 合肥师范学院 2014 届本科毕业论文 设计 5 直流 电压增益 50000 交流电压增益 2200 10KHZ 小信号带宽 10MHZ 功率带宽 140KHZ 转换速率 9V s 单位增益补偿 图 3 4 NE5532 引脚图 3 3 STC89C52 的介绍的介绍 STC89C52 是 STC 公司生产的一种低耗能 性能高的 CMOS8 位微控制器 具有 8K 的系统可编程 Flash 存储器 STC89C52 使用经典的 MCS 51 内核 但做了很多的改进使 得芯片具有传统 51 单片机不具备的特性 在单芯片上 拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统 的可编程 Flash 使得 STC89C52 为众多嵌入式控制应用提供高灵活 高效率的解决方案 具有以下标准功能 内置 4KBEEPROM 有 MAX810 复位电路 3 个 16 位定时器 计 数器 4 个外部中断 8k 字节 Flash 32 位 I O 口线 512 字节 RAM 看门狗定时器 一个 7 向量 4 级中断结构 全双工串行口 另外 STC89C52 可降至 0Hz 静态逻辑操作 支持 2 种软件可选择节电模式 掉电保护方式下 RAM 内容被保存 振荡器被冻结 单 片机一切工作停止 直到下一个中断或硬件复位为止 空闲模式下 CPU 停止工作 允 许 RAM 定时器 计数器 串口 中断继续工作 最高运作频率 35MHz 12T 6T 可选 8 STC89C52RC 单片机特性 8K 字节程序存储空间 512 字节数据存储空间 内带 2K 字节 EEPROM 存储空间 可直 接载 AT89S52 单片机 8K 字节程序存储空间 256 字节数据存储空间 自带 2KB 的 EEPROM 存储空间 1 STC 单片机的优点 如表 3 1 表 3 1 STC 单片机特点 加密性强 很难解密或破解 1 高抗静电 ESD 保护 2 轻松过 2KV 4KV 快速脉冲干扰 EFT 测试 3 宽温度范围 40 85 4 宽电压 不怕电源抖动 合肥师范学院 2014 届本科毕业论文 设计 6 2 STC89C52 单片机最小系统原理图 如图 3 5 图 3 5 STC89C52 单片机最小系统 3 4 1602 液晶的介绍液晶的介绍 本设计使用的 1602 液晶为 5V 电压驱动 带背光 可显示两行 每行 16 个字符 不 能显示汉字 内置含 128 个字符的 ASCII 字符集字库 只有并行接口 无串行接口 9 1602 与单片机接口 如图 3 6 5 单片机内部电源供电系统经过特殊处理 6 I O 口经过特殊处理 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 掉电模式 典型功耗 0 1 A 2 空闲模式 典型功耗 2mA 3 正常模式 典型功耗 4mA 7mA 4 掉电模式可以由外部中断唤醒 适用于 电池供电系统 如气表 水表 便携设备等 可送 STC ISP 下载编程器1 万片 人 天 在系统可编程 无需编程器 可远程升 级 可供应内部集成 MAX810 专用的复位 电路的单片机 合肥师范学院 2014 届本科毕业论文 设计 7 图 3 6 图 1602 与单片机接口 接口说明 Pin 1 VSS 电源地 Pin 2 VDD 电源正极 Pin 3 VQ 液晶显器对比度调节 Pin 4 RS 数据 命令选择输入 H L Pin 5 R W 读写选择端 H L Pin 6 E 使能信号 Pin 7 D0 数据接口 Pin 8 D1 数据接口 Pin 9 D2 数据接口 Pin 10 D3 数据接口 Pin 11 D4 数据接口 Pin 12 D5 数据接口 Pin 13 D6 数据接口 Pin 14 D7 数据接口 Pin 15 BLA 背光灯电源正极 Pin 16 BLK 背光灯电源负极 基本操作时序 读状态 输入 RS L R W H E H 输出 D0 D7 状态字 读数据 输入 RS H R W H E H 输出 无 写指令 输入 RS L R W L D0 D7 指令码 E 高脉冲 输出 D0 D7 数据 写数据 输入 RS H R W L D0 D7 指令码 E 高脉冲输出 无 合肥师范学院 2014 届本科毕业论文 设计 0 4 4 单元电路单元电路设计设计 系统的总体设计思路是被测电阻和电容通过555定时器构成多谐振荡电路 频率输入 单片机 被测电感构成电容三点式振荡电路 通过分屏电路把频率送入单片机 通过按 键选择电路选择要处理的频率 并把频率通过单片机处理 运算出相应的数值 再用 1062显示出来 系统方框图 如图4 1 图 4 1 系统方框图 4 1 电阻测量电路的设计电阻测量电路的设计 电阻测量是吧待测电阻与555定时器构成多谐振荡电路如图4 2所示 其中定时器的 OUT端吧频率信号传送到单片机的P1 2口 C2的一端连接单片机P1 5 如下图4 2所示 图 4 2 555 定时器测电阻 P1 5 接一独立按键 当其按下时 NE555 的 3 引脚输出方波 3 脚与 P1 2 相接 可 通过程序测出其频率 进而求出 Rx的值 显示在 1602 液晶屏上 电容 C1 的充电所需的时间 即脉冲维持时间 2 7 2ln 1x11 CRRt 被测电阻 被测电容 被测电感 电容三点 式振荡电 路 分频电 路 555 多谐 振荡器 555 多谐 振荡器 STC89C5 1 单片机 LED1602 显示 选择电路 合肥师范学院 2014 届本科毕业论文 设计 1 放电所用时间 即脉冲低电平时间 2 8 2ln 12 CRt x 所以脉冲周期时间为 2 9 2 2ln 1121x RRCttt 故输出脉冲频率为 2 10 2 2ln 1 11x RRC f 得到待测电阻 2 11 150 2 0 2ln 1000000 f Rx 4 2 电容测量电路的设计电容测量电路的设计 电容测量是吧待测电容与555定时器构成多谐振荡电路如图4 2所示 其中定时器的 OUT端吧频率信号传送到单片机的P1 3口 CX的一端连接单片机P1 6 如下图4 3所示 图 4 3 555 定时器测电容 P1 6 接一独立按键 当其按下时 NE555 的 3 引脚输出方波 3 脚与 P1 3 相接 可 通过程序测出其频率 进而求出 Cx的值 显示在 1602 液晶屏上 由 2 1 的分析知其振荡周期为 2 12 得出 2 2 2 ln 1 21 RRC f x 13 化简得 2 510000 2ln3 0001000000000 pF f Cx 14 合肥师范学院 2014 届本科毕业论文 设计 2 4 3 电感测量电路的设计电感测量电路的设计 电感的测量与电阻电容的测量方法不同 它是把被测电感构成电容三点式振荡电路 的方法 再用运算放大器 NE5532 对频率信号进行放大 把放大的信号传入单片机的 P1 4 处理 测量电路如图 4 4 所示 图 4 4 电容三点式振荡电路测电感 由于电容三点式震荡电路产生的信号较小 所以先加一级单管放大 在跟比较器将 正弦波转化成方波 P1 4 接一独立按键 当其按下时 运放输出口输出方波 该口与 P1 3 相接 可通过程序测出其频率 进而求出 Lx的值 显示在 1602 液晶屏上 2 15 22 21 21 22 2 0 0001000000000 4 1 f CC CC f Lx 但由此公式算出的电感值约为实际值的一半 故将 0 2 改为 0 1 故公式如下 2 16 1 0 0001000000000 22 uH f Lx 4 4 电阻 电容 电感显示电路的设计电阻 电容 电感显示电路的设计 显示电路的显示器是采用 LCD1802 液晶显示 其低功耗 工作稳定 与单片机的 P3 端相连接 用 5V 电源单独供电 用电位器可以调节显示的对比度 以便于更好的读数 据 电路如图 4 5 所示 合肥师范学院 2014 届本科毕业论文 设计 3 图 4 5 显示电路 该电路采用 1602 液晶显示 耗能低 显示数值范围较大 工作相对比较稳定 读数 方便快捷 5 5 程序设计程序设计 由于采用单片机测量频率和处理相关运算 其涉及到浮点数的运算 如果采用汇编 语言来编写浮点数的运算 工作量将会非常的复杂繁重因而采用 C51 来编写程序 使得 浮点数编写的程序量大大的简化 并且整个程序的结构采用标准函数模块模式 使程序 结构清晰简单 5 1 中断程序流程图中断程序流程图 中断程序的流程中断循环的方式 首先从按键中断入口开始 判断按键的键值 进 入选择档界面 根据档位键值变化 选择要测量的电阻 电容 电感档 最后判断要显 示的主界面示数 流程图如下图 5 1 所示 合肥师范学院 2014 届本科毕业论文 设计 4 测试电阻并显示 按键中断入口 判断按键值 OK 键键值 1 进入选择档位界面 档位键值变 化 化 电阻档电容档电感档 OK 键键值 0 显示主界面 测试电容并显示测试电感并显示 Y Y N Y N N 图 5 1 中断程序流程图 一个完整的程序设计需要结合电路图中的芯片引脚的连线 并通过各个引脚的功能 来具体说明该模块在电路中的作用 此外 对于硬件的初始化 向硬件中读写数据等在 操作中都是至关重要的一步 5 2 主程序流程图主程序流程图 主程序流程是先通过按键对单片机时钟和端口进行初始化 再对定时器进行初始化 液晶初始化显示开机界面 再转入上面所设计的开机总中断 结束之后进入低功耗模式 具体流程如图 5 2 所示 合肥师范学院 2014 届本科毕业论文 设计 5 开始 单片机时钟初始化 单片机端口初始化 液晶初始化显示开机界面 开启总中断 定时器初始化 进入低功耗模式 图 5 2 主程序流程图 一个完整的程序设计需要结合电路图中的芯片引脚的连线 并通过各个引脚的功能 来具体说明该模块在电路中的作用 此外 对于硬件的初始化 向硬件中读写数据等在 操作中都是至关重要的一步 6 6 设计结果设计结果 实物设计出来之后还要对系统进行测试 调解 以便能得到比较合理精确的测量结 果 另外也要对产生的误差进行分析 计算出相对误差和绝对误差 以便对系统设计进 行总结 6 1 系统测试系统测试 1 测试原理 在系统设计中 以 STC89C52 单片机为核心的电阻 电容 电感测试 仪 将电阻 电容 电感 使用对应的振荡电路转化为电压实现各个参数的测量 其中 100HZ 1MHZ 10MHZ 的正弦波是采用 NE555 芯片产生的 将模拟电压信号送入 AD 采样 通过 AD 把模拟信号转换为数字信号 再把数字信号送入 STC89C52 单片机处理 以 Protues 为仿真平台 使用 C 语言编写了系统应用软件 包括主显示模块 电阻测试 控 制模块模块 电容测试模块和电感测试模块 2 测试方法 在测试时将被测参数通过本系统测量出来的示值与参数标称值进行对 比 得到本系统的测量精度 3 测试仪器 示波器 万用表 4 测试结果 通过按键操作 实现测量类型和量程的选择 根据测量结果对设计进 一步进行校正和对实现功能的可靠性的确认 合肥师范学院 2014 届本科毕业论文 设计 6 图 6 1 电容测量演示 测试结果如下 1 电阻测试数据如表 6 1 所示 表 6 1 电阻测试数据 标称值 系统测量 相对误差 20 020 010 05 200 0199 770 115 6000 05993 750 104 50000 049926 630 147 301000 0252990 0015 950 2 电容测试数据如表 6 2 所示 表 6 2 电容测试数据 读取示值 pF 标称值 pF 相对误差值 1041004 0 34 1333 3 9 2108 0 3 电感测试数据如表 6 3 所示 表 6 3 电感测试数据 读取示值 mH 标称值 mH 相对误差值 219 47218 290 54 16 6816 550 78 0 8620 8540 93 5 测试分析 根据以上的测试结果表明 本系统完成了文章开始所提出设计内容和功能 本测量 合肥师范学院 2014 届本科毕业论文 设计 7 仪的测量范围较宽 并且达到了很好的精度 相对误差小于 1 在实际测量中 由于测试环境 测试仪器 测试方法等都对测试值有一定的影响 都会导致测量结果或多或少地偏离被测量的真值 为了减小本设计中误差的大小 主要 利用修正的方法来减小本测试仪的测量误差 所谓 2 修正的方法就是在测量前或测量过 程中 求取某类系统误差的修正值 在测量的数据处理过程中选取合适的修正值很关键 修正值的获得有三种途径 第一种途径是从相关资料中查取 第二种途径是通过理论推 导求取 第三种途径是通过实验求取 本测试修正值选取主要通过实验求取 对影响测量读数的各种影响因素 如温度 湿度 电源电压等变化引起的系统误差 通过对相同被测参数的多次测量结果和不同被 测参数的多次测量选取平均值 最后确定被测参数公式的常数 K 值 从而达到减小本设 计系统误差的目的 由于振荡电路外围器件由电容电阻分立元件搭接而成 所以由振荡 电路产生的被测参数对应的频率有一定的误差 所以只能通过多次实验测量 选取合适 的修正值来尽可能的减少本测试系统的误差 6 2 系统总结系统总结 本系统采用单片机和 LRC 振荡电路结合的方式实现了一个简易数字式电阻 电容和 电感测量仪 到达了系统基本要求 本仪器利用单片机技术实现了电感电容测量的智能 化设计 而且系统性能稳定 测量精度较高 相对误差小于 1 操作简单 具有较强的实用性 当然本系统还存在着许多需要改进的地方 比如还可以继续提高测量的精度和加大 测量的范围 因为是采用单片机实现的 利用其可以编程的特性 使测量的值结合一些 数据处理方式使测量更加接近真实值 合肥师范学院 2014 届本科毕业论文 设计 8 心得体会心得体会 这次毕业设计的论文和设计是我这大学期间干的最有意义的事之一 从最初的选题 开题到写论文直到完成论文 其间 查找资料 老师指导 与同学交流 反复修改论文 每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实 通过这次实践 我了解了简易电阻 电 容和电感测试仪的用途及工作原理 熟悉了其的设计步骤 锻炼了设计实践能力 培养 了自己独立设计能力 这次课程设计收获很多 比如学会了查找相关资料相关标准 分 析数据 提高了自己的制作能力 这么一次锻炼可以学到书本里许多学不到的知识 坚 韧 独立 思考等 但是课程设计也暴露出自己专业基础的很多不足之处 比如缺乏综 合应用专业知识的能力 对材料的不了解等等 由于能力有限 未能做到准确测量电阻 电容和电感 某些测量结果误差 测量范围较小 感到有点儿遗憾 这次实践是对自己 模电所学的一次大检阅 使我明白自己知识还很不全面 本设计是在老师的精心指导和 鼓励下完成的 在此 谨向老师和帮助我的同学表示衷心的感谢 此外 我还要感谢在 我的论文中所有被援引过的文献的作者们 他们是我的知识之源 最后 再次向所有给予我帮助和鼓励的同学和老师致以最诚挚的谢意 合肥师范学院 2014 届本科毕业论文 设计 9 参考文献参考文献 1 陈尚松 电子测量与仪器 M 北京 电子工业出版社 2005 2 黄智伟 全国大学生电子设计 M 2 版 北京 北京航空航天大学出版社 2011 3 阎石 数字电子技术基础 第 5 版 M 北京 高等教育出版社 2006 4 铃木雅臣 晶体管电路设计 M 北京 科学出版社 2012 5 聂典 丁伟 Multisim 10 计算机仿真 M 北京 电子工业出版社 2009 6 华成英 童诗白 模拟电子技术基础 第 4 版 M 北京 高等教育出版社 2006 7 陈尚松 雷加 郭庆 电子测量与仪器 M 北京 电子工业出版社 2005 8 牛百齐 基于单片机的电容测量仪设计 J 仪器仪表用户 2005 12 4 29 30 9 郭天祥主编 51 单片机 C 语言教程 M 北京 电子工业出版社 2009 合肥师范学院 2014 届本科毕业论文 设计 10 附附 件件 附件 1 电路图和 PCB 合肥师范学院 2014 届本科毕业论文 设计 11 附件 2 元件清单 元件型号位号数量 单片机STC89C52RCU11 排阻A103JR31 电位器 10K R2 R13 R17 R184 晶振11 0592MX11 电解电容25V 10uFC31 瓷片电容30pFC1 C22 瓷片电容103 0 01uF C111 电阻 10K R1 R13 R183 按键J1 J2 J3 J44 液晶1602U21 555 定时器NE555A1 A22 电阻 300 R41 电阻 510K R5 R62 瓷片电容104 0 1uF C4 C5 C6 C7 C8 C96 电阻 100K R7 R92 电解电容50V 22uFC101 三极管S9018 NPN 型 Q1 Q2 Q33 电阻 2K R101 电阻 1K R8 R11 R143 电解电容50V 47uFC12 C132 电阻 39K R12 R192 电阻 51 R15 R162 电解电容25V 470uFC141 运放NE5532U31 附件 3 程序代码 include include intrins h 库函数 define uint unsigned int define uchar unsigned char define ulong unsigned long definePI 3 1415926 uchar code table1 8 Welcome uchar table2 16 f Hz uchar table3 16 R Ohm uchar table4 16 C pF uchar table5 16 L uH uchar num a 0 th0 tl0 uint C L ulong f R sbit lcden P2 2 液晶使能端 sbit lcdrs P2 0 液晶数据命令选择端 sbit RW P2 1 1602 写地址 sbit key R P1 5 测量电阻按键 sbit key C P1 6 测量电容按键 sbit key L P1 7 测量电感按键 合肥师范学院 2014 届本科毕业论文 设计 12 sbit R out P1 2 测量电阻信号输入 sbit C out P1 3 测量电容信号输入 sbit L out P1 4 测量电感信号输入 声明子函数 void delayms uint xms 延时函数 void write com uchar com 液晶写命令函数 void write data uchar date 液晶写数据函数 void led init 液晶初始化函数 void t init 定时器 0 初始化函数 void keyscan 键盘检测函数 确定被测元件为电阻 电容或电感 void display f ulong f 频率显示函数 void display R ulong R 电阻显示函数 void display C uint C 电容显示函数 void display L uint L 电感显示函数 主函数 void main RW 0 led init t init keyscan write com 0 x0c 开显示 不开光标 a 2 while 1 display f f switch a case 1 R ulong 5000000 0 0 6931472 f 150 0 5 display R R display f f break case 2 C int 100000000 0 153 0 6931472 f 0 5 display C C break case 3 L int 1000000000000 0 0 1 PI PI f f 0 5 display L L display f f break 中断函数 void T0 count