毕 业 论 文
论文题目 简易RLC测量仪的设计和实现 系 别 信息与电子信息工程 专 业 电子科学与技术 班 级 学 号 1 学生姓名
指导教师（签名） 完成时间 年
摘要
在现代生产应用中，经常需要测定电阻、电容、电感的大小。因此，设计一款可靠、便捷、人机界面友好的电阻、电容、电感测试仪具有十分重要的意义。
本系统是以单片机为核心而设计的电阻、电容、电感测试仪，即用对应的振荡电路将电阻、电容、电感转化为频率来实现各个参数的测量。其中，测量电阻值和电容值的方法是将元器件接入555多谐振荡电路，产生相应的震荡脉冲，而同样的测量电感值是根据电容三点式产生相应的脉冲，随后将振荡脉冲送入单片机的计数端，通过定时并且计数可以计算出相应的频率，再通过该频率计算出被测参数。
本系统使用C语言编写程序软件，包括主程序模块、显示模块、电阻测试模块、电容测试模块和电感测试模块和测量类型选择模块。主要用到的芯片有STC89C52,NE555，CD4052，其中STC89C52为主芯片，运用其计数和可编程计算的功能接收来自测试模块的脉冲并完成频率转换和计算，再将结果输出至显示模块；NE555芯片用于三个测试模块，即脉冲产生源；CD4052芯片则是用于测量类型的选择，即在电阻、电容、电感测试模块中选择。电路中使用LM7805稳压管稳定电路电源。
经过测试，本系统总体上达到了对电阻、电容、电感的测试的基本要求，其所测参数也基本满足设计要求，具有较好的使用价值。
关键词：单片机；555多谐振荡电路；显示模块；电容三点式振荡
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Design of the RLC meter
Abstract
In the modern application of procreative, the numerical value of the resistor, capacitor,and inductor are often needed to measure. Therefore, it is of great significance to design a reliable, convenient and friendly man-machine interface of resistor, capacitor, inductor tester .
This system, tester of resistor, capacitor, inductor ,is based on single chip microcomputer. the corresponding oscillation circuit would convert the value of resistor, capacitor, inductor into frequency to realize each parameter measurement. Among that, the measuring method of resistance and capacitance value is accessing the component to 555 harmonic oscillation circuit then produce the corresponding shock pulse. In the same way, the pulse of measuring the inductance value is coming from oscillator circuit of three-point capacitance. The oscillation pulse is sended into single chip microcomputer count point and the corresponding frequency can be calculated through timing and counting the oscillation pulse. Finally,the value of RLC can be gained by calculating frequency.
This system uses C language to write programs. All modules can be divided into main program module, display module, resistance testing modules, capacitors and inductors test module, and measurement type selection module. STC89C52 as the main chip in this system while NE555, CD4052 as the auxiliary chip. STC89C52 can realize counting and programming calculation function so it can receive pulse which is from testing modules and complete the frequency conversion and calculation. testing modules is made up of 555 multivibrator circuit,it also namely pulse source. CD4052 is used for choosing Measuring type,namely choose to test resistance, capacitors or inductors. stabilivolt circuit is make up of LM7805.
After testing, the system overall met with the basic requirement of testing resistance, capacitance and inductance. The value it gained is also basically meet the design requirements.So it is great valuable.
Keywords: single-chip microcomputer 555harmonic oscillation circuit module
display module oscillator circuit of three-point capacitance
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目录
第一章 引言 ................................................................................................................................................... 1
1.1 背景及意义 ..................................................................................................................................... 1 1.2 国内外发展状况 ............................................................................................................................. 1 第二章 系统的总体设计 ............................................................................................................................... 3
2.1 设计原理 ......................................................................................................................................... 3 2.2 方案的比较 ..................................................................................................................................... 3 第三章 单元模块电路的设计 ....................................................................................................................... 7
3.1 系统框图 ......................................................................................................................................... 7 3.2 控制模块 ......................................................................................................................................... 8 3.3 电阻测量模块 ................................................................................................................................. 9 3.4 电容测量模块 ................................................................................................................................ 12 3.5 电感测量模块 ................................................................................................................................ 13 3.6 多路选择开关 ............................................................................................................................... 13 3.7 LCD12864液晶显示模块 ............................................................................................................ 15 第四章 软件设计 ......................................................................................................................................... 17
4.1 主程序结构 ................................................................................................................................... 17 4.2子程序 ............................................................................................................................................ 19 第五章 系统的调试及误差分析 ................................................................................................................. 22
5.1 测量结果 ....................................................................................................................................... 22 5.2 结果分析 ....................................................................................................................................... 22 第六章 结束语 ............................................................................................................................................. 23
6.1 设计总结 ....................................................................................................................................... 23 6.2 结束语 ........................................................................................................................................... 24 参考文献 ....................................................................................................................................................... 25 附录 ............................................................................................................................................................... 26 致谢 ............................................................................................................................................................... 26
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第一章 引言
1.1 背景及意义
随着电子行业的飞速发展，电子元器件的应用也越来越广泛。无论是生活中还是生产过程中，我们都能看见电子元器件的身影，电子元器件几乎涉及了所有现代领域，包括军事，航天航空，现代工农业等等。电子元器件的应用广泛了，其参数的测量也变得越来越重要。对于电子元器件而言，最基本的元件当属电阻R、电容C和电感L，因此研究设计出一款测量电阻、电容和电感的仪器是非常有意义的。
如今专门测量RLC的仪器并不缺乏，甚至可以说比比皆是。只是应用的领域不同，要求不同，设计者考虑的方式也不同，相应的生产出来的产品也就不同。虽然产品不同，但是总体而言方法却是相同的。有关于电阻的测量，大体上可以分为电位降法、比例运算器法和积分运算器法三种。电位降法即是根据电位差间接计算出电阻值，这种方法计算过程相对简单，然而要获取准确的电位差则有一定的难度，比例运算器法测量结果误差稍大，积分运算器法则更适合用于高阻值的电阻测量。三种方法各有优缺点，但因为在生产应用中的要求不同，侧重点不同，三种方法也都会使用到，因而至今都未被淘汰。测量电容的方法也有很多，传统的有谐振法和电桥法两种。谐振法电路简单，速度快，但精度低，生活中因为不要求测量非常准确的电阻值，所以用到的测量电容的工具一般都是根据谐振法而设计的；电桥法测量精度高，但速度慢，一些高科技精密仪器大多依据电桥法设计的。相对于电阻和电容，生活中电感的测量就比较少见，然而这并不意味着它在生产应用中就少。通过测量Q值，可以确定电感值，但这种方法误差较大，也有很多非精密仪器中，电感的数字化测量采用时间常数法和同步分离法。如果要求测出精度很高的电感值，一般都是根据交流电桥法设计电路。
从以上对测量电阻、电容、电感多种方法的分析可知，很多RLC的测量方法各有优缺点，并且都具有一定的复杂性，因此本设计根据555振荡器的震荡原理，结合单片机的多种功能，拟定了一套自己的方案，设计一款体积小便携带，操作简单，价格便宜的RLC测量仪。
1.2 国内外发展状况
电阻、电容和电感作为最基本的电子元器件，它们出现的同时，其测量仪器也就随着产生。随着科技的进步，电子行业的飞速发展，电阻、电容、电感三种电子元器件也在飞速发展，具体体现在它们的材质、耐高温高压和稳定性等方面上。电子元器件的飞速发展，势必也会带动其相关产业的发展，因此用于测量RLC三种元器件的测量方法和仪器也相应的迅速发展起来。然而，相对于国外的RLC测试行业，国内的测试行业总体发展比较落后。
1997年我国航空工业总公司就研究出了一种在线测量电阻、电容、电感的方法，名为等电位隔离法，这种方法可以对处于工作状态的电阻、电容、电感进行实时测量。当时这种方法大多应用于生产车间中，对在线生产的设备进行实时监控，确保生产过程的安全性和产品
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