电阻、电容、电感测试仪的系统硬件设计
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电感测试电路见图3-10所示。
图3-10 电感测试电路
3.4.2 测量电感电路的仿真
PSpice仿真软件简介:
这次设计中主要用到Pspice软件中的电路原理图编辑程序Schematics模块和输出结果绘图程序Probe模块。其中在电路原理图编辑程序Schematics模块中PSPICE的输入有两种形式,一种是网单文件(或文本文件)形式,一种是电路原理图形式,相对而言后者比前者较简单直观,它既可以生成新的电路原理图文件,又可以打开已有的原理图文件。电路元器件符号库中备有各种原器件符号,除了电阻,电容,电感,晶体管,电源等基本器件及符号外,还有运算放大器,比较器等宏观模型级符号,组成电路图,原理图文件后缀为.sch。图形文字编辑器自动将原理图转化为电路网单文件以提供给模拟计算程序运行仿真。而在输出结果绘图程序Probe模块中Probe程序是PSPICE的输出图形后处理软件包。该程序的输入文件为用户作业文本文件或图形文件仿真运行后形成的后缀为.dat的数据文件。它可以起到万用表,示波器和扫描仪的作用,在屏幕上绘出仿真结果的波形和曲线。随着计算机图形功
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能的不断增强,PC机上windows95,98,2000/XP的出现,Probe的绘图能力也越来越强。
利用PSpice仿真软件对电容三点式振荡电路的仿真原理如图3-11,双击XSC1后可查看仿真波形,仿真波形如图3-12所示。
图3-11仿真原理图
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图3-12仿真波形图
由仿真结果可知该输出波形为正弦波,为了方便频率测量,把该波形通过555构成的施密特触发器整形为方波,送入单片机T1口进行频率计算。 3.5 多路选择开关电路的设计
利用CD4052实现测量类别的转换,CD4052是差分四通道数字控制模拟开关器件,有A0和A1两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电流。当INH输入端=“1”时所有通道截止,二位二进制输入信号选通四对通到中的一通道。当选择了某一通道的频率后,Y输出频率通过T1送入单片机进行计数,通过计算得到要被测值,多路选择开关控制如表3-1 所示。
表3-1 多路选择开关控制 P1.4 P1.3 测量类别 0 0 1 1
表3-1中*表示未定义此功能。
多路选择开关硬件电路如图3-13所示。
0 1 0 1 Y0-R Y1-C Y2-L *
图3-13 多路选择开关
电阻、电容、电感测试仪的系统硬件设计 4 电阻、电容、电感测试仪的软件设计
4.1 I/O口的分配
P1.0 R测量程序的选择 P1.1 C测量程序的选择 P1.2 L测量程序的选择 P1.3-P1.4多路选择开关控制选择
P1.0、P1.1和P1.2按键输入及测量指示灯
在本设计的模块中,模块是以单片机为核心,再通过按键控制测量的被测参数在数码管显示,按键主流程图如4-1所示。
开始 初始化 有无按键操?无
有 执行键功能 结束 图4-1按键主程序流程图
4.2 主程序流程图
在电阻、电容、电感测试仪的设计中,便于直观性,在数码管上显示被测参数的选择,被测参数各个灯的选择以及具体设置。通过三个按键Sr,Sc,SL来进行灵活控制,具体操作流程如4-2所示。
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开始 初始化 键扫描 Yes 健分析,置状态 R测试状态 C测试状态 开中断 L测试状态 No
定时器设置 通道及指示灯的设置 采值并计算 显示 结束 图4-2 RLC测试仪的软件流程图
首先插入被测元件,开关打开以后,按下SET键,进行复位,然后进行按键选择,选择被测参数类别,之后单片机根据按键类别启动相应的参数测试程序,测试完毕后将结